Что значит "пространственный заряд"

ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ ЗАРЯД (объемный заряд) суммарный электрический заряд свободных электронов и ионов в газе или вакууме. Появление пространственного заряда обычно связано с прохождением электрического тока.

объёмный заряд, электрический заряд, рассредоточенный по некоторому объёму. П. з. определяет пространственное распределение электрического потенциала и напряжённости электрического поля . Для возникновения П. з. концентрации положительных и отрицательных носителей заряда (например, ионов и электронов в плазме ) должны быть не равны. Плотность П. з. r = e SZini (ni ≈ концентрация, Zi ≈ заряд носителей сорта i, е ≈ заряд электрона). Т. к. образование объёмной статически равновесной системы из свободных зарядов невозможно (см. Ирншоу теорема ), появление П. з. обычно связано с прохождением электрического тока. П. з. возникают вблизи электродов при протекании тока через электролиты, на границе двух полупроводников с различной (электронной или дырочной) проводимостью, в вакууме в процессах электронной эмиссии и ионной эмиссии , в электрическом разряде в газах . Образованию П. з. способствует различие коэффициента диффузии D носителей заряда разных знаков. При движении электронов в вакууме с нулевой начальной скоростью на катоде плотность тока вследствие влияния П. з. меняется по т. н. закону трёх вторых (см. Ленгмюра формула ). Решение аналогичной задачи для положительных ионов в газе зависит от характера движения ионов. Поля, создаваемые П. з., определяют многие важные свойства газового разряда (развитие разряда во времени, образование стримеров и др.), явлений в плазме (плазменные колебания и волны) и в полупроводниках. Т. к. r есть алгебраическая сумма зарядов разных знаков, они могут частично или полностью компенсировать П. з. Примеры: плазма с почти равными концентрациями электронов и ионов и прикатодная область в дуговом разряде , где в результате такой компенсации катодное падение потенциала невелико и почти не зависит от тока.

Лит. см. при статьях Плазма , Полупроводники , Электрический разряд в газах .

Пространственный заряд — распределённый нескомпенсированный электрический заряд одного знака. Пространственные заряды возникают в вакуумных и газоразрядных лампах в пространстве между электродами , а также в неоднородных областях полупроводниковых приборов , и сильно влияют на прохождение тока через эти области, приводя к нелинейным вольт-амперным характеристикам таких приборов.