Approfondimento facoltativo · non necessario per l'esperimento, incluso per completezza
Perché la corrente si satura?
La corrente del diodo a vuoto è limitata da due meccanismi diversi; a tensione alta comanda quello legato alla temperatura.
1 · Bassa tensione — carica spaziale (legge di Child)
Il filamento emette di continuo, ma gli elettroni appena usciti formano una nuvola negativa (carica spaziale) che respinge quelli successivi. Aumentando V se ne aspirano via di più → la corrente cresce.
I ∝ V3/2
2 · Alta tensione — saturazione termoionica (Richardson)
Il campo diventa così forte da portar via tutti gli elettroni che il filamento riesce a emettere: la corrente non dipende più da V, ma solo dalla temperatura. Aumentare V non serve → la curva si appiattisce.
Isat ∝ T2 · e−W/kT
In breve: I = min( IChild(V), Isat(T) ). Sotto la soglia limita la tensione; sopra, la temperatura. Alza il riscaldamento del filamento: il plateau sale e il «ginocchio» si sposta a tensioni maggiori.
Nella simulazione le due leggi sono riprodotte in forma semplificata: il cursore regola un «riscaldamento» in percentuale, non una temperatura in kelvin, e la corrente di saturazione ne è una funzione crescente, non la formula di Richardson scritta sopra. L'andamento qualitativo — crescita, ginocchio, plateau — è quello giusto; i valori non sono quelli di un tubo reale.