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

40809. Нелинейные электрические цепи 59.57 KB
  Нелинейными называются цепи в состав которых входит хотя бы один нелинейный элемент. полюсов с помощью которых они подсоединяются к электрической цепи. Нелинейные электрические цепи постоянного тока Нелинейные свойства таких цепей определяет наличие в них нелинейных резисторов.
40810. Расчет нелинейных электрических цепей 63.85 KB
  Если в сложной электрической цепи имеется одна ветвь с нелинейным резистором то определение тока в ней можно проводить на основе теоремы об активном двухполюснике методом эквивалентного генератора. Ветвь содержащая нелинейный резистор выделяется из исходной цепи а вся остальная уже линейная схема представляется в виде активного двухполюсника АД. Если необходимо также найти токи в линейной части исходной цепи то после расчета нелинейной схемы на рис. 1б в соответствии с теоремой о компенсации нелинейный резистор заменяется...
40811. Магнитные нелинейные электрические цепи 57.18 KB
  Для концентрации магнитного поля и придания ему желаемой конфигурации отдельные части электротехнических устройств выполняются из ферромагнитных материалов. Векторные величины характеризующие магнитное поле Наименование Обозначение Единицы измерения Определение Вектор магнитной индукции Тл тесла Векторная величина характеризующая силовое действие магнитного поля на ток по закону Ампера Вектор намагниченности А м Магнитный момент единицы объема вещества Вектор напряженности магнитного поля А м где Гн м магнитная постоянная Основные...
40812. Расчет магнитных нелинейных электрических цепей 67.12 KB
  Указанная в предыдущей лекции формальная аналогия между электрическими и магнитными цепями позволяет распространить все методы и технику расчета нелинейных резистивных цепей постоянного тока на нелинейные магнитные цепи. При этом для наглядности можно составить эквивалентную электрическую схему замещения исходной магнитной цепи с использованием которой выполняется расчет. При расчете магнитных цепей на практике встречаются две типичные задачи: задача определения величины намагничивающей силы НС необходимой для создания заданного...
40813. История развития печатающих устройств 13.56 MB
  при печати на такой машинке был виден набираемый текст рис. printer печатник устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель обычно на бумагу. Процесс печати называется вывод на печать а получившийся документ распечатка или твёрдая копия.
40814. Политическое сознание 263.43 KB
  Некоторые элементы этого уровня могут быть обобщены и использованы в определенных политических технологиях а также для построения политических теорий; Обыденный уровень политического сознания повседневное состояние общественного мнения по поводу политической жизни. Виды политического сознания В зависимости от субъекта политики типами политического сознаниявыступают: индивидуальное содержит систему информационных мотивационных и ценностных компонентов обеспечивающих познание личностью политики и участие в ней; групповое обобщает...
40815. Записываемые и перезаписываемые CD 2.21 MB
  Оптические тетради 16 Форматы хранения данных 18 Методы записи 20 Режимы работы устройств 22 Оценка качества записи заготовок CDR 23 Структура проигрывателя компактдисков 26 Его быстро окрестили лазерным или компактдиском Compct Disk CD фирма Philips создательница этого чуда техники объявила о совершенной ею революции в области записи и воспроизведения звука. Первое время главным недостатком компактдиска была невозможность записи на него...
40816. РОЗРАХУНОК СТРУКТУРНОЇ НАДІЙНОСТІ КС 96.49 KB
  Технічна система ТС сукупність технічних пристроїв елементів призначених для виконання певної функції або функцій. Елементи відмова яких сама по собі або в сполученні з відмовами інших елементів приводить до відмови системи. Для розрахунків параметрів надійності використовуються структурно логічні схеми надійності ТС які графічно відображають взаємозвязок елементів та їхній вплив на працездатність системи в цілому. Структурнологічна схема являє собою сукупність раніше виділених елементів зєднаних один з одним послідовно або...
40817. Компютерні системи захисту інформації 404.59 KB
  Теоретичні моделі захисту інформації. Модель захисту мережі Категорії інформаційної безпеки Теоретичні моделі захисту інформації Модель захисту мережі Класифікація криптоалгоритмів. Зловмисники використовують як помилки в написанні і адмініструванні програм так і методи соціальної психології для отримання бажаної інформації.