Порядок выполнения работы. Экспериментальная установка

Экспериментальная установка

Электрическая схема для проведения опыта представлена на (рис. 4.6 и 4.7). В качестве диода в работе используется радиолампа с вольфрамовым катодом прямого накала. Нагрев катода осуществляется постоянным током. Амперметр и вольтметр в цепи накала служат для определения мощности, расходуемой на нагрев катода, что необходимо для определения температуры.

1. Подключить модуль ФПЭ-06 соединительным кабелем к источнику питания. Амперметр на панели источника питания служит для контроля тока накала I_Н, максимальное значение которого не должно превышать 2,2 А. Плавная регулировка напряжения накала осуществляется ручкой, расположенной под амперметром. Напряжение накала U_Н измеряется вольтметром (PV), который подключается к тем клеммам на источнике питания, где указано напряжение 2,5–4,5 В. Вольтметр на панели источника питания измеряет анодное напряжение U_А, регулировка которого осуществляется ручкой на панели источника питания, расположенной непосредственно под вольтметром. Для измерения анодного тока I_Н используется амперметр, который подключается к модулю ФПЭ-06 к клеммам РА. Он должен работать в режиме миллиамперметра, измеряя ток до 20 mA.

2. Установить напряжение накала U_А равным 3,7 В и, увеличивая анодное напряжение в интервале от 10 до 100 В, через каждые 10 В записывать значение анодного тока в табл. 6.1.

3. Провести измерения (пункт 2) для следующих значений напряжения накала: 3,9; 4; 4,2; 4,3 В.

4. Для каждого значения тока накала построить вольт-амперную характеристику и точку перегиба полученной кривой считать точкой насыщения.

5. Для всех значений напряжения накала рассчитать мощность, выделяемую на катоде, по формуле , а также мощность, приходящуюся на единицу площади катода. Для данной лампы площадь поверхности катода принять S_Н=3,52×10^-2 см².

6. По графику (рис. 4.8) зависимости температуры катода от расходуемой на его нагрев мощности определить температуру катода для каждого значения мощности нагрева.

7. Рассчитать плотность анодного тока насыщения по формуле , принять S=11×10^-6 м².

8. Все полученные данные занести в табл. 4.2.

9. Построить график зависимости от 1/Т, откладывая по оси абсцисс 1/Т, а по оси ординат - .

10. Определить тангенс угла наклона полученной прямой к оси абсцисс и рассчитать работу выхода по формуле (4.4).

11. Рассчитать погрешность измерений по правилу графической обработки результатов измерений.

Таблица 4.1

UH=3,7 B, IH= А	UH=3,9 B, IH= А	UH=4 B, IH= А	UH=4,3 B, IH= А
UA, B	IA, mA	UA, B	IA, mA	UA, B	IA, mA	UA, B	IA, mA
…

Таблица 4.2

№ п/п	IНАС, mA	IH, A	UH, В	P/SП, Bт/см^2	Т, К	1/Т, К^-1	jНАС, mA/м^2

Контрольные вопросы

1. Что называется работой выхода электрона?

2. Какова природа сил, удерживающих электрон в металле?

3. Нарисуйте и объясните вольт-амперные характеристики диода.

4. Что такое ток насыщения и как он зависит от температуры?

5. Объясните физическую природу закона трех вторых.

Литература:

[1] §104, 105. [2] §18.5/ [3] т.2 - §5.10, 5.11, 5.12. [6] т.3, гл.9. [9] гл.35. [10] [11]

Вариант 2 (старая установка)

Цель ра­бо­ты: ис­сле­до­вать вольт­ам­пер­ную и тем­пе­ра­тур­ную ха­рак­те­ри­сти­ки ва­ку­ум­но­го дио­да, а так­же оп­ре­де­лить ра­бо­ту выхода элек­тро­нов из ме­тал­ла.

Обо­ру­до­ва­ние: ва­ку­ум­ный ди­од, циф­ро­вые при­бо­ры Щ4313 для из­ме­рения то­ков и на­пря­же­ний, по­тен­цио­мет­ры, ис­точ­ник по­сто­ян­но­го то­ка.

Дата добавления: 2015-06-04