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

52892. Eating habits. Good health is above wealth 52.5 KB
  At the lesson we are going to revise the words learned at the previous lessons ; improve reading ,listening and speaking skills; We are going to practice in grammar. We’ll give advice what food should we eat to be healthy.
52893. Охорона навколишнього середовища 102.5 KB
  This footage includes Masai in their own village. No animals were harmed in any way during the making of this music video. Shock footage of the actual inhumane treatment of animals was acquired from documents archives. It should be noted that while filming was in progress an Africa elephant (not pictured in the video) was killed by poachers within miles of the shoot.
52894. Entertainment. Things to do 323 KB
  Materials: Blackboard, textbook, worksheet, 2 computers, projector, powerpoint presentation, computer speakers, students’ projects, powerpoint template for student’s advertisements, ball
52895. Environmental protection 42.5 KB
  Green Peace is an international organization the main purpose of which is the protection of the environment. It provides active actions for nuclear – free future against the pollution of the biosphere and protection of nature. Green Peace was established by a group of North – American activists in 1971. The organization is worried about the disappearance of many species of animals and plants emission of radioactive and other harmful substances into the atmosphere, seas and oceans.
52897. GLOBAL COLLABORATIVE WORK WITH EPALS 79 KB
  An outstanding American philosopher, psychologist and educational reformer John Dewey perfectly said, "Education is not a preparation for life; education is life itself." We are in an era in which teachers and books are not the only sources of information and lectures are not the only method for delivering and acquiring knowledge. Learning in the 21st century requires critical thinking, adept use of technology...
52898. ЕПОХА ГЕНІЇВ І ТИТАНІВ 231 KB
  Група ІІ Географи та винахідники Великі географічні відкриття та наукові винаходи епохи Ренесансу Група ІІІ Філософи Світоглядні засади гуманізму та його втілення митцями доби Відродження Група ІV Мистецтвознавці Основні тенденції розвитку мистецтва Ренесансу Група V Педагоги –гуманісти Гуманістичні теорії навчання та втілення мрії про щасливе майбутнє у творах представників епохи Група VІ Літературознавці та декламатори Людські почуття та пристрасті у творах найвидатніших представників епохи...
52899. Еритроцити. Переливання крові 153 KB
  Мета уроку 1. Навчальна: Формування поняття про еритроцити як формені елементи крові; формування поняття про групи крові; формування поняття про взаємозв’язок біологічних явищ з математичними діями. Тип уроку: урок засвоєння нових знань Форма уроку: уроклабораторія Обладнання: мікрокопи постійні мікропрепарати крові людини та жаби таблиця Групи крові Міжпредметний зв’язок: біологія тварин історія математика статистика географія фізика Технологічна карта уроку № Етап урока Форма реалізації Кінцевий...