Физическая энциклопедия - пространственный заряд

(объемный заряд), электрич. заряд, рассредоточенный по нек-рому объёму. П. з. определяет пространств. распределение электрич. потенциала и напряжённости электрич. поля. Для возникновения П. з. концентрации положит. и отрицат. носителей заряда (напр., ионов и эл-нов в плазме) не должны быть равны. Плотность П. з. r=eSZini (ni концентрация, eZiзаряд носителей сорта i). Т. к. образование объёмной статически равновесной системы из свободных зарядов невозможно (см. ИРНШОУ ТЕОРЕМА), появление П. з. обычно связано с прохождением электрич. тока. П. з. образуются вблизи электродов при прохождении тока через электролит, на границе двух ПП с различной (электронной или дырочной) проводимостью, в вакууме вблизи эмитирующего эл-ны катода, в газовом разряде вблизи электродов, стенок. Возникновению П. з. способствует различие коэфф. диффузии носителей заряда разных знаков. Поля, создаваемые П. з., в свою очередь определяют мн. важные св-ва газового разряда (развитие разряда во времени, образование стримеров и пр.), явлений в плазме (плазменные колебания и волны) и в ПП.

Вследствие влияния П. з. плотность тока при движении эл-нов в вакууме с нулевой нач. скоростью на катоде меняется по закону «трёх вторых» (см. ЛЕНГМЮРА ФОРМУЛА). Решение аналогичной задачи для положит. ионов в газе зависит от характера движения ионов. Т. к. r есть алгебраич. сумма зарядов разных знаков, они могут частично или полностью компенсировать П.

з. Примеры: плазма с почти равными концентрациями эл-нов и ионов и прикатодная область в дуговом разряде, где в результате такой компенсации катодное падение потенциала невелико и почти не зависит от тока. .