Aplicaciones de Emisión Termoiónica

8. Aplicaciones de Emisión Termoiónica: La emisión termoiónica es un fenómeno que se da en los metales. En los átomos de éstos, existen electrones con un movimiento arbitrario, y cuya velocidad depende de la temperatura. Conforme aumenta la temperatura, crece su velocidad, pudiendo abandonar la superficie metálica. Utilizando este proceso, a lo largo de la historia se han creado dispositivos que con la emisión termoiónica realizan su cometido, como lo son las válvulas termoiónicas, que gracias al efecto termoiónico, ocurre el milagro de la conducción eléctrica en el sentido cátodo-ánodo, y no al contrario. Este componente ayudó a la comercialización de la radiodifusión, televisión, radar, audio, redes telefónicas, computadoras analógicas y digitales, control industrial, etc. Otra aplicación es su uso en los tubos de rayos x, utilizados normalmente en hospitales o laboratorios, que pueden ser de dos clases: tubos con filamento o tubos con gas, en donde en ambos el total de la radiación que se consigue equivale al 1% de la energía emitida; el resto son electrones y energía térmica. Su aplicación es el de captar estructuras óseas. Por último, la aplicación mas importante que se le da son los ya anteriormente mencionados Tubos de rayos catódicos, en donde mediante emisión termoiónica una placa metálica caliente o cátodo emite electrones, que son acelerados por el campo eléctrico existente entre esa placa o cátodo (de carga negativa) y otra placa o ánodo (de carga positiva). Este dispositivo se ha venido empleando en monitores, televisores y osciloscopios 5.

Relámpago.

El relámpago es el resplandor muy vivo producido en las nubes por una descarga eléctrica. No se sabe exactamente cómo se produce un relámpago, hay varias teorías aunque muchas de ellas no explican la procedencia de la cantidad de energía liberada por este fenómeno. La diferencia de voltaje se debe sobre todo a las diferentes velocidades de ionización de los componentes de los gases que forman dichas nubes. La ionización de estos componentes se debe en sí misma al efecto de la luz solar y a la diferencia de temperaturas entre los distintos estratos de la nube, así como a la diferencia de temperaturas entre día y noche. A diferencia del rayo, el relámpago desciende de las nubes en forma ramificada y jamás llega a la tierra aunque el mismo siga, al igual que el rayo, lo que se llama gradiente de voltaje o de potencial eléctrico; esto es, la línea recta más corta que une dos variaciones máximas de voltaje, dándole al rayo esa forma tan peculiar. El relámpago se produce así: Cuando llueve sobre la superficie terrestre, se produce evaporación natural (causada por el fenómeno de la convección), llevando hacia arriba gotas de agua, es decir, H2O. Mientras tanto, a una altura de 2,5 a 3 kilómetros donde la temperatura es de 15 a 20 grados centígrados bajo cero, se producen partículas de hielo que caen por gravedad y que chocan con las gotas de agua que suben por la evaporación. Estas fricciones y colisiones producen separación de cargas eléctricas (disociación), y se genera un campo eléctrico, es decir, fuerzas que se ejercen entre cargas, hasta que llega el momento en que se dan transferencias de cargas, comúnmente conocidas como relámpagos.

6.

Galvanómetro.

Un galvanómetro es un aparato que se emplea para indicar el paso de pequeñas corrientes eléctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Como veremos su funcionamiento se basa en fenómenos magnéticos. El galvanómetro consta de una aguja indicadora, unida mediante un resorte espiral, al eje de rotación de una bobina rectangular plana, que está suspendida entre los polos opuestos de un imán permanente. En el interior de la bobina se coloca un núcleo de hierro dulce, con el fin de concentrar en ella las líneas de inducción magnética.  Al estar la bobina sumergida en el interior de un campo magnético uniforme, creado por el imán fijo, cuando circula corriente por ella, se produce un par de fuerzas sobre la bobina que hace que rote, arrastrando consigo a la aguja unida a su eje. La aguja se mueve e indica en una escala, la intensidad de corriente que atraviesa la bobina. El resorte espiral permite que la aguja vuelva a su posición original, una vez que se interrumpe el paso de la corriente. 7.

Tubos de rayos catódicos.

Son tubos de vacío de vidrio dentro de los cuales un cañón de electrones emite una corriente de electrones guiada por un campo eléctrico hacia una pantalla cubierta de pequeños elementos fosforescentes.En el tubo de rayos catódicos, un cañón electrónico produce y confina un haz de electrones que envía hacia una pantalla recubierta de material luminiscente, de forma que cuando los electrones chocan contra ella emite luz cuya intensidad o brillo, es proporcional a la cantidad y velocidad de los electrones incidentes. En otras palabras, la energía cinética del haz electrónico se transfiere al material de la pantalla convirtiéndose en energía luminosa. Entre el cañón electrónico y la pantalla se tiene un sistema deflector  constituido por bobinas colocadas en el exterior del tubo, para desviar el haz electrónico horizontal y verticalmente. A diferencia del sistema de deflexión magnética usado en televisión, los osciloscopios emplean deflexión electrostática, desviando el haz electrónico mediante plazas horizontales y verticales colocadas en el interior del tubo. El brillo puede variarse, si se varía la densidad del haz electrónico mediante una rejilla de control, cuya acción es similar a la que se tiene en un triodo u otras válvulas como el tetrodo o el pentodo.