11923

Изучение тока в вакуумном диоде

Лабораторная работа

Физика

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

Русский

2013-04-14

363 KB

0 чел.

1. ТЕОРИЯ РАБОТЫ

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

При достаточно малых анодных напряжениях (при которых 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.

Параметры установки.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Для UH1=4,7 В:         

U

UR

UA

10

2.5

8.9

20

4.1

16.4

30

7.3

23.4

40

10.3

29.5

50

14.2

36.5

60

17.6

42.3

70

22.7

48.6

80

25.4

54.3

90

29.5

60.2

100

33.4

67.3

Для UH2=4,4 В:

U

UR

UA

10

2.5

8.6

20

4.1

16.6

30

6.9

23.0

40

10.3

30.1

50

13.7

36.6

60

17.2

42.8

70

20.5

48.9

80

24.2

55.7

90

27.7

62.6

100

32.0

69.9

3. РАСЧЁТЫ

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

Для UH1=4,7 В:

ln(I)

ln(Ua)

-8,2

2,2

-7,7

2,8

-7,1

3,2

-6,8

3,4

-6,5

3,6

-6,2

3,8

-6,0

3,9

-5,9

4,0

-5,7

4,1

-5,6

4,2

Для UH2=4,4 В:

ln(I)

ln(Ua)

 -8,0

2,2

-7,5

2,8

-7,0

3,1

-6,6

3,4

-6,3

3,6

-6,1

3,8

-5,9

3,9

-5,7

4,0

-5,6

4,1

-5,4

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)= -11,4                   K= 1,37         

Для UH2=4,4 В:

Ln(C)= -11,1                   K= 1,33          

Средние значения:

Ln(C )= -11,25                   K= 1,36          C= 1,3*10-5

Используя вышеприведённую формулу, рассчитываем удельный заряд электрона:

1,96*1011 ()

4. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Оценка погрешности для C как результата измерений.

Программа Advanced Grapher, по которой строились графики, дает отклонение

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  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48856. Проектирование линейной автоматической системы управления 2.6 MB
  Дана структурная схема объекта регулирования, имеющего два канала управления, состоящая из совокупности элементарных звеньев. Передаточные функции звеньев и их параметры известны.
48857. РЕШЕНИЕ ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ 221.5 KB
  В данной курсовой работе требуется вычислить дифференциальное уравнение способами Эйлера и Эйлера модифицированный: Результаты вычислений должны содержать: точное значение уравнения приближенные значения графики Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Одношаговыми являются метод Эйлера и методы Рунге Кутта. Метод Эйлера Иногда этот метод называют методом РунгеКутта первого порядка точности. Метод Эйлера.
48858. ПРАВООХРАНИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНЫ И ПРАВООХРАНИТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 1.61 MB
  Учебное пособие подготовлено с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования третьего поколения. В содержании учебного пособия учтены последние изменения в законодательстве РФ, регламентирующем организацию и деятельность правоохранительных органов...
48860. Разработка программы для имитационного моделирования системы массового обслуживания 1.23 MB
  В системе интервалы времени между поступлением требований являются независимыми случайными величинами со средним временем 20с. Время обслуживания является случайной величиной некоррелированной с интервалами поступления требований. Среднее значение времени обслуживания требований 45с. Оценке подлежат следующие параметры: коэффициент использования системы ρ; средняя задержка в очереди d; среднее время ожидания w; среднее по времени число требований в очереди Q; среднее по времени число требований в системе L.