Aufbau und Durchführung
Eine Vakuumdiode besteht aus einer beheizbaren Kathode und einer Anode. Unter der Kennlinie dieser Diode versteht man das Ua-Ia-Diagramm. Es zeigt sich, dass der Kennlinienverlauf auch davon abhängt, wie groß der Heizstrom Ih durch die Kathode ist.
Beobachtung
Ist die Spannung Ua = 0 V, so fließt schon ein geringfügiger Anodenstrom.
Erst bei kleinen negativen Anodenspannungen geht der Strom jeweils auf den Wert Null.
Erklärung
Einfluss der Anodenspannung auf den Anodenstrom
Ist die Spannung Ua = 0 V, so fließt bereits ein geringfügiger Strom. Bei der Glühemission bekommen einige Elektronen offensichtlich so viel kinetische Energie, dass sie die Anode erreichen können. Erst wenn die Anodenspannung kleine negative Werte annimmt, gelangen keine Elektronen mehr zur Anode. In diesem Fall bildet sich um die Glühwendel eine Elektronenwolke (negative Raumladungswolke) die mit zunehmender Anodenspannung abgebaut wird.
Die Raumladungswolke ist auch dafür verantwortlich, das bei positiver Anodenspannung der Strom nicht sofort seinen maximalen Endwert erreicht. Allerdings wird diese Ladungswolke mit zunehmender Anodenspannung abgebaut und immer mehr Elektronen erreichen die Anode (steiler Stromanstieg).
Ab einer gewissen Spannung Us (Sättigungsspannung) nimmt der Anodenstrom trotz Steigerung der Anodenspannung kaum mehr zu. Man sagt, der Anodenstrom hat seinen Sättigungswert erreicht. In diesem Fall gelangen alle durch Glühemission erzeugten Elektronen zur Anode.
Einfluss des Heizstroms auf den Anodenstrom
Je höher der Heizstrom ist, desto größer ist auch der Anodenstrom (bei gleicher Anodenspannung). Ein höherer Heizstrom verursacht eine höhere Temperatur der Glühwendel. Dadurch werden mehr Elektronen "abgedampft", der Sättigungsstrom steigt an.