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

13759. Импрессионизм. Клод Моне 1.06 MB
  Импрессионизм. Клод Моне. Имрессионизм зародился в 1860 годах во французской живописи. Э. Мане О. Ренуар Эдгард Дега внесли в искусство свежестьизображение мгновенныхкак бы случай ных движений и ситуацийфрагментарность композиций ракурсы срезы фигур.В 18701880го
13760. Массовые, общедоступные искусства. Фотография 760.5 KB
  Массовые общедоступные искусства. Фотография. Огромную популярность в XX в. приобрели виды искусства связанные с техническим прогрессом. Фотография кино телевидение продукция полиграфической промышленности книги журналы газеты стали символами времени.
13761. Портрет в искусстве России 123 KB
  Портрет в искусстве России. 18 век в России называют веком портрета. Портрет самое бесспорное достижение нашей национальной школы именно благодаря чему русская живопись достигла уровня европейской. В жанре портрета писали лучшие русские художники: Ф. Рок...
13762. Особенности киномузыки 609.5 KB
  Особенности киномузыки Итак фильма без музыки не существовало никогда. Даже во времена немого кино под сменяющиеся друг друга экранные картины импровизировал музыканттапёр. Одним из таких тапёров в студенческие годы был Д. Шостакович. В кино музыка не требует отдель...
13763. Государственная (итоговая) аттестация по ФИЗИКЕ 215.25 KB
  Государственная итоговая аттестация по ФИЗИКЕ Тренировочный вариант № 1 Инструкция по выполнению работы На выполнение экзаменационной работы по физике отводится 3 часа 180 минут. Работа состоит из 3 частей и включает 27 заданий. Часть 1 содержит 19 заданий 119. К к
13764. Проблемы развития малых и средних гостиниц на примере гостиницы Park Hotel г.Ставрополя 97.5 KB
  Выявить требования к организации деятельности малых гостиниц; Описать особенности организации и специфику деятельности малых гостиниц как наиболее перспективных в развитии малого бизнеса; Провести анализ работы малых гостиниц на базе гостиницы «Park Hotel» города Ставрополя
13765. Связь грамматики и лексики в русском языке 95.09 KB
  Сочинение рассуждение на основе прочитанного текста С2. Первый раздел тем. Связь грамматики и лексики в русском языке Возможные цитаты которые могут быть в этом разделе Грамматика может показать как люди пользуются яз
13766. Пишем сочинение на лингвистическую тему 175.5 KB
  1. Как сформулировано задание С2. Напишите сочинениерассуждение приняв в качестве тезиса слова известного лингвиста Г. Степанова: Словарь языка свидетельствует о чём думают люди а грамматика как они думают. Аргументируя свой ответ приведите по 1 примеру из проч...