11919

Получение вольт-амперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона

Лабораторная работа

Физика

1. ТЕОРИЯ РАБОТЫ Цель работы получение вольтамперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона. При достаточно малых анодных напряжениях при кот. не достигается ток насыщения зависимость силы тока от анодного напряжения в вакуумном...

Русский

2013-04-14

351 KB

9 чел.

1. ТЕОРИЯ РАБОТЫ

Цель работы - получение вольт-амперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона.

При достаточно малых анодных напряжениях (при кот. не достигается ток насыщения) зависимость силы тока от анодного напряжения в вакуумном диоде описывается законом Богуславского-Ленгмюра

, где k=1,5,где величина С для диода с цилиндрическим анодом и катодом равна

Здесь =8,85.10-12 Ф/м,  – радиус анода,  – некоторый экспериментально подбираемый численный коэффициент.

Устройство простейшей электронной лампы, содержащей всего 2 электрода, показано на рисунке. В стеклянный баллон, из кот. выкачан воздух до давления порядка 10-5 Па, впаяно 2 металлических электрода: катод, представляющий собой тонкую вольфрамовую нить, и цилиндрический анод. Катод располагается вдоль оси симметрии анода. Заметим, что в некоторых лампах анод разделён на три секции. Наружные секции A называются охранными кольцами. Они имеют потенциал центральной секции A и служат для уменьшения рассеяния поля вблизи неё.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Для UH1=4,7 В:         

i

UR

UA

1

1.6

8.9

2

3.9

16.8

3

6.9

23.3

4

10.7

30.7

5

14.0

36.5

6

17.7

42.8

7

21.2

48.3

8

25.2

55.1

9

29.5

61.7

10

33.2

67.9

Для UH2=4,4 В:

i

UR

UA

1

1.7

9.0

2

3.8

16.0

3

7.0

23.3

4

10.1

29.9

5

13.7

36.3

6

17.6

43.8

7

20.9

49.2

8

24.4

56.2

9

28.5

63.3

10

31.5

70.1

3. РАСЧЁТЫ

Вычисляем значения анодного тока I, анодного напряжения UA и логарифмов этих величин:

Для UH1=4,7 В:

ln(I)

ln(Ua)

-10,9

0,7

-8,1

2,3

-7,2

2,8

-6,6

3,2

-6,3

3,4

-6,0

3,6

-5,8

3,8

-5,6

3,9

-5,4

4,0

-5,3

4,2

Для UH2=4,4 В:

ln(I)

ln(Ua)

 

-0,7

-8,1

2,2

-7,2

2,8

-6,6

3,2

-6,2

3,4

-6,0

3,6

-5,7

3,7

-5,5

3,9

-5,4

4,0

-5,2

4,1

Результаты округляются до десятых, так как по ним строится график зависимости ln(I)(ln(UA)).

По графику определяем:

Для UH1=4,7 В:

Ln(C)= -11,1                   K= 1,51          C=1,38*10-5

Для UH2=4,4 В:

Ln(C)= -11,4                   K= 1,55          C= 1,12*10-5

Средние значения:

Ln(C )= -11,25                K= 2,53          C= 1,25*10-5

Используя вышеприведённую формулу, рассчитываем удельный заряд электрона:

1,89*1011 ()

4. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Оценка погрешности для C как результата измерений.

а) Прямые измерения.

Величина  вычисляется по графику ln(I)(ln(UA)):

 

б) Косвенные измерения. 

Относительная погрешность  вычисляется по формуле:

 

Вывод: Значение погрешности объясняется главным образом неточностью измерения величины ln(C) по графику ln(I)(ln(UA)), то есть погрешность является случайной погрешностью прямых измерений.

5. РЕЗУЛЬТАТ

Табличное значение  составляет

Нами   получено  

        Видно, что табличное значение с учётом погрешностей попадает в экспериментально най   денный интервал.

Окончательный результат при aдов=0,95:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22791. Західна України у 1918р. 40.5 KB
  Проголошення Української Народньої Республіки 22 січня 1918 року знайшло гучний відгомін у Західній Україні хоч тоді не можна було думати про конкретне об'єднання всіх українських земель. Коли у вересні 1918 року скапітулювала Болгарія й коли було ясно що АвстроУгорщина захитусться в Галичині почали вживати заходів щоб перебрати владу на випадок розвалу АвстроУгорщини. З початку жовтня 1918 року почали підготовляти політичне управління Галичиною. Взагалі події що відбувалися у вересні жовтні того року в Галичині показують яка...
22792. Входження зх..Укр. земель 32 KB
  земель Перебування роз'єднаних укр. Западноукр. Гітлер розглядав У як майбутній плацдарм у завоюванні СРСР використовував укр. Радянському Союзу передавалися усе західноукр.
22793. Напад Німеччини на СРСР та окупація України 30.5 KB
  ОУН. Виникають 2 фракції: ОУНМ А. Мельник; ОУНБ С. ОУН з радістю зустріли німців бо вважали що німці допоможуть створити незалежну У.
22794. Німецько-фашистський окупаційний режим в Україні 37 KB
  На землях південної України між Дністром і Південним Бугом із центром в Одесі утворено Трансністрію яку разом із Північними Буковиною та Бессарабією передано Румунії. Найбільші підприємства України були поділені між німецькими промисловими магнатами. Жодних законів на захист населення окупованої України не існувало. Керівник рейхс комісаріату Україна Еріх Кох заявив своїм підлеглим у вересні 1941 року: Наше завдання полягає в тому щоб вилучити з України все до чого дійдуть наші руки і в цьому ми не звертатимемо жодної уваги на...
22795. Окупаційний режим та Рух Опору в Україні 30.5 KB
  польські організації; сили ОУН . До початку війни ОУН співробітничала з гітлерівцями у німецькій армії був створений Легіон укр. Прагнення ОУН знайти рівновагу між власними інтересами і цілями фашистів не дали результату. ОУНБ починає формувати армію до якої були включені сили ОУНМ та всі розрізнені загони.
22796. Звільнення України від німецько-фашистських загарбників. Політичні наслідки Другої світової війни та українське питання 25.5 KB
  Гітлерівське командування втратило 73 тис. солдатів і офіцерів у тому числі 182 тис. Фашисти втратили 100 тис. солдатів і офіцерів; 615 тис.
22797. Курс на перебудову: плани та реальності його здійснення в Україні 37 KB
  Перш ніж горбачовські реформи дійшли до України тут сталася катастрофа глобального значення: 26 квітня 1986 р. Величезна радіоактивна хмара покрила багато районів України Росії Білорусії а згодом поширилася на землі Польщі та Скандинавії. Постали Українська республіканська партія Демократична партія України партія зелених та ін. На діаметрально протилежних позиціях стояла Комуністична партія України.
22798. Разработка заказной спецификации на аппаратные средства ЭВМ 30.85 KB
  Наличие хорошего сетевого адаптера, встроенного или внешнего; Наличие мощного процессора и видеоадаптера, необходимого для обработки трехмерной графической информации, а так же достаточная емкость ОЗУ.
22799. Визнання Української держави світовим співтовариством. Міжнародне співробітництво незалежної України 31 KB
  Міжнародне співробітництво незалежної України. Важливим кроком в цьому відношенні став робочий візит міністра закордонних справ України Б. Визначною подією в двосторонніх відносинах України з Канадою став офіційний візит до Києва премєрміністра Канади Ж. Важливим кроком на шляху підтвердження вірності України європейському вибору поглиблення її відносин з Францією стало проведення 1 березня 1999р.