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

2149. Социология. Конспект лекций 401.55 KB
  Объект, предмет социологии, связь с другими науками. Структура социологического знания. Социальная стратификация и социальная мобильность. Социальный статус и социальная роль личности. Отклоняющееся поведение и социальный контроль. Методы сбора и анализа социологической информации.
2150. Гармония как переводческая категория 405.85 KB
  Цель работы – обоснование гармонии как новой переводческой категории при сопоставительном исследовании переводческого пространства кинодискурса.
2151. Прикладная механика 14.78 MB
  Структура и классификация механизмов. Кинематика плоских механизмов. Основы точности и прочности механизмов. Основы расчетов звеньев механизмов на прочность. Типовые соединения, детали и узлы механизмов. Планетарные и волновые зубчатые передачи. Механизмы прерывистого движения.
2152. Ремонт паровых турбин. Система технического обслуживания и ремонта оборудования электростанций 14.3 MB
  Система технического обслуживания и ремонта оборудования электростанций. Основные понятия и положения. Основные показатели надежности энергетического оборудования. Типовые конструкции и основные материалы. Проверка коробления цилиндров, определение поправок для центровки проточной части. Сборка и уплотнение фланцевых соединений присоединенных трубопроводов. Типовые конструкции и основные материалы опорных подшипников.
2153. Конспект лекций, детали машин 3.81 MB
  Общие понятия о деталях машин. Основные требования к машинам, узлам и деталям. Конические зубчатые передачи. Область применения и классификация передач с зацеплением Новикова. Клиноременные передачи. Конструирование деталей фрикционных передач.
2154. Биологическая защита растений 11.13 MB
  Важнейш ие формы взаимоотношений между организмами в биоценозе. Грибные болезни насекомых и других вредных организмов. Регулирующая роль и способы использования зоофагов, гербифагов и микроорганизмов в защите растений. Генетический метод борьбы и использование биологически активных веществ в защите растений.
2155. Решение практических задач при бурении и освоении скважин 17.5 MB
  Анализ геологической информации о разрезе проходимых скважиной пород. Обоснование выбора бурового промывочного раствора, технология его приготовления и очистки. Буровой инструмент и режимы бурения скважин. Обоснование рабочего интервала производительности буровых насосов, гидродинамические расчеты при бурении скважин.
2156. Введение в теорию механических колебаний 4.36 MB
  Общие задачи и содержание теории. Составление механической модели. Линейные системы с одной степенью свободы при отсутствии трения. Способы составления дифференциальных уравнений движения. Влияние нелинейно-вязкого трения при гармонической вынуждающей силе.
2157. Технический анализ рынка ценных бумаг 13.9 MB
  Методы анализа финансовых рынков. Постулаты технического анализа. Теория Доу. Графики технического анализа. Правила построения и анализа трендовых моделей. Осцилляторы: принципы построения расчетов.