Измерение работы выхода

Предварительные измерения

ЭКСПЕРИМЕНТ

Сопротивление катода R₀ при комнатной температуре измеряют при токе 5-10 мА. Такой ток может создать источник анодного напряжения. Для этих измерений ИПН отключают (тумблер ИМП/ПОСТ в среднем положении), подключают катод к ИПА через резистор R_A (соединя­ют контакты 5 и 3 - см. рис. 6), устанавливают максимальное анодное напряжение в пределах 50-100 В, и сравнивают напряжения на резис­торе R₀ и на катоде. Полезно провести измерения при двух значениях тока для проверки отсутствия заметного нагрева нити накала (критерий - различие значений R_K0 не более 3%).

Результаты измерений заносят в таблицу 1.

Т₀ = R₀= R_K0=R₀U_K/U₀

Таблица 1

U0=	UK=	RK0=
U0=	UK=	RK0=

Источник питания накала - в режиме "ПОСТ". Анодное напряжение – ускоряющее (режим "+100 В"), измеряется между контактами "3" и "5". Анодный ток измеряется мультиметром в режиме амперметра на пределах от 200 мкА до 2 мА или (при токе менее 10 мкА) по падению напряжения на сопротивлении в цепи анода.

Регулируя ток накала резистором R₂, устанавливают температуру катода. Для нескольких температур катода определяется ток насыщения- (при максимальном анодном напряжении).

Вам нужно будет провести не менее 5-6 измерений тока насыщения при различных температурах накала. При этом ток накала следует постепенно увеличивать от 80 – 85 мА до 110–120 мА. Увеличивать ток накала при последовательных измерениях следует на 5‑10 мА. Для каждого значения тока накала измерьте анодный ток и сопротивление нити накала. По сопротивлению найдите температуру нити накала. Результаты заносите в таблицу 2.

Таблица 2

U_A = 90 В

IH, мА	U0, В	UK, В	RK, Ом	T, К	Iнас, мкА	ln(10^6I/T^2)	10^3/T

Полученные результаты изобразите в виде графика, по оси ординат которого следует отложить ln(10⁶I/T²), а по оси абсцисс 10³/T. На графике выделите линейный участок (он соответствует изменению анодного тока на 3-4 порядка) и по его наклону определите работу выхода. Нелинейная зависимость при больших токах накала связана с тем, что при данном анодном напряжении диод не выходит на насыщение.

Построение вольтамперной характеристики и проверка закона «трех вторых»

· Источник питания накала - в режиме "ПОСТ".

Установите напряжение накала равным 1,2 В (измеряется между контактами "2" и "3").

· Анодное напряжение – ускоряющее (ре­жим "+100 В"), измеряется между контактами "3" и "4".

· Анодный ток измеряется мультиметром в режиме амперметра между контактами "4" и "6".

1. Для нескольких анодных напряжений определите анодный ток. Для этого вам нужно будет провести не менее 5-6 измерений анодного тока при различных анодных напряжениях. При этом анодное напряжение следует изменять от в пределах от 10 В до 50–60 В.

2. Для каждого значения анодного напряжения измеряют анодный ток. Результаты заносятся в таблицу 3.

3. Полученные результаты изображают в виде графика, по оси ординат которого откладывают анодный ток I_A, а по оси абсцисс анодное напряжение в степени 3/2 (U^3/2).

Таблица 3

U_Н = 1,2 В

U, В	IA, мА	U ^3/2

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем состоит явление термоэлектронной эмиссии?

2. Как связаны ток в лампе и анодное напряжение? Выведите это соотношение.

3. Что называют током насыщения? Как он зависит от температуры? Выведите это соотношение.

4. При малых анодных напряжениях и больших температурах катода закон «трех вторых» перестает работать, т.к. плотность пространственного заряда у катода делается столь большой, что напряженность поля меняет здесь знак, т.е. вылетающие из катода электроны тормозятся этим полем. Как в этом случае записать закон «трех вторых»?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Дата добавления: 2014-11-29