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

57905. Показательная функция. Показательные уравнения и неравенства 854.5 KB
  Цели: Обобщить, расширить и углубить знания учащихся по изученной теме Развивать творческие способности, умения самостоятельно добывать знания, активизировать познавательную деятельность, формировать навыки коллективной работы.
57906. Розвязування задач на рух за допомогою рівнянь 125 KB
  Мета: навчитися розвязувати задачі на рух за допомогою рівнянь; відпрацьовувати навички розвязування рівнянь та виконання арифметичних дій з раціональними числами; виконувати охайні записи у зошиті...
57907. Об’єми геометричних тіл 2.72 MB
  Мета: вдосконалювати вміння і навички учнів з теми «Обєми геометричних тіл», розвивати память, вміння твердо мислити, аналізувати, порівнювати, узагальнювати і робити висновки, виховувати бажання знати математику...
57908. Розв’язування вправ на застосування основної властивості пропорції 352.5 KB
  Мета уроку: закріпити та скорегувати знання учнів про пропорції та пропорційні величини. Працювати над виробленням вмінь та навичок розв’язування стандартних задач.
57909. Обчислення площ поверхонь многогранників та тіл обертання. Розв’язування задач 342.5 KB
  Мета: продовжити формування вмінь та навичок розв’язування задач на обчислення площ поверхонь призми, піраміди, циліндра, конуса і кулі, повторити вивчені формули, теорему Піфагора, співвідношення в прямокутному трикутнику...
57910. Функції. Лінійна функція 130.5 KB
  Молодці Відповівши на ці запитання ви перейшли на наступний етап еволюції і стали людиною вмілою. Подивимось чи зможете ви перейти на наступний етап ІІ етап –конкурс Доміно.
57911. Розв’язування задач на обчислення площ многокутників 328 KB
  Проведення аукціону На дошці записаний список лотів. Вчитель зачитує питання лотів пропонуючи його купити тобто відповісти на питання чи розв’язати задачу. За кожен лот учні отримують різні бали.
57912. Квадратные неравенства 195 KB
  Урок изучения и первичное закрепление нового материала с элементами повторения и закрепления ранее изученного. Возможные варианты: Через проектор на экране появляется тема Слайд 1;3 Квадратные неравенства Один из учащихся вслух читает текст на экране Учащиеся записывают определение в тетрадь.
57913. Розв’язування вправ на тему «Додавання та віднімання звичайних дробів» 503 KB
  Обладнання: сигнальні картки роздруковані усні вправи екологічне пано з відповідями до вправ картки так ні картки з індивідуальними завданнями для учнів картки з додатковими вправами.