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

66072. Негосударственный пенсионный фонд (НПФ) 40 KB
  Негосударственный пенсионный фонд (НПФ) — особая организационно-правовая форма некоммерческой организации социального обеспечения, исключительными видами деятельности которой являются...
66073. Ипотека. Ипотека с государственной поддержкой 66 KB
  Его обязательством перед кредитором является погашение кредита а обеспечивает исполнение этого обязательства залог недвижимости. Недвижимость приобретенная с помощью ипотеки является собственностью заемщика кредита с момента приобретения.
66074. Глобализация финансов 124.69 KB
  Вследствие финансовой глобализации национальные экономики становятся особенно уязвимы к потрясениям мировой финансовой системы основанной на необеспеченных реальными активами долларах США. Кроме того монетаристская основа денежной политики финансовых властей...
66078. Золотовалютные резервы 59 KB
  Золотовалютные резервы (международные резервы или официальные резервы) — внешние высоколиквидные активы, представленные в виде иностранной валюты и золота, которые находятся под контролем государственных органов денежно-кредитного...
66079. Иностранные инвестиции РФ 55 KB
  В этой связи создание благоприятных условий для увеличения притока средств иностранных инвесторов является одним из приоритетных направлений государственной экономической политики в РФ. Правовое регулирование иностранных инвестиций на территории РФ осуществляется Федеральным законом...
66080. Статус безработного 48.5 KB
  Для того чтобы приобрести права и получить гарантии, установленные для безработного гражданина, Вы должны быть признаны безработным в определенном порядке. Процесс признания человека безработным условно можно разделить на следующие этапы...