Экспериментальна установка

Дослідження проводяться на діоді 4Ц14С. Радіус його катоду r_k = 0,15 мм, радіус аноду r_а = 1,15 мм, коефіцієнт  ² = 0,92. Повна висота аноду та катоду складає приблизно 20 мм, однак емісія електронів відбувається тільки з центральної частини катода, яка покрита оксидним шаром. Висота цього шару

l = 9 мм. Оскільки робоча частина катоду достатньо віддалена від його торців, електричне поле у цій частині з високою точністю можна вважати радіальним.

Схема експериментальної установки приведена на рис. 3.2.

Необхідна напруга подається від універсального джерела живлення. Анодна напруга вимірюється цифровим вольтметром В7-21А, а анодний струм  вольтметром В7-22А. Вольт-амперні характеристики діоду вимірюються при напругах на аноді від 0 до 60 В. У межах від 0 до 10 В анодна напруга регулюється потенціометром R₁ ,на макеті, поворотом ручки за годинниковою стрілкою. Після проходження точки з напругою 10 В подальше збільшення відбувається за допомогою регулятора R₂ на джерелі живлення.

Рис.3.2. Схема експериментальної установки.

Завдання.

1. Скласти схему, зображену на рисунку 3.2. Встановити перемикач режимів вольтметра В7-21А у положення, відповідно вимірюванню постійної напруги 100 В, а перемикач діапазонів вольтметра В7-22А у положення “20мА”.

Встановити всі ручки джерела живлення та потенціометрів R₁ і R₂ у крайнє положення поворотом проти годинникової стрілки.

2. Увімкнути живлення.

3. Встановити на амперметрі джерела живлення струм розжарювання 1,5А.

4. Дослідити вольт-амперні характеристики діоду у діапазоні 0 - 60 В. У діапазоні 0 - 5 В напругу вимірювати з кроком 0,5 В, у діапазоні від 5 до 10 В - кроками по 1 В, а у діапазоні 10 - 60 В - кроками по 5 В. Змінювати напругу у вказаних діапазонах відповідно потенціометрами R₁ і R₂.

5. Повторити вимірювання при струмах розжарювання 1,6 та 1,7 А.

6. Відобразити отримані результати у координатах I_a , U_a^3/2 . Знайти нахил прямолінійних ділянок характеристик та використати його для обчислення e/m електрону.

Дані вимірювання занести у таблицю:

	Ін = 1,5 А	Ін = 1,6 А	Ін = 1,7 А
U (B)	I (A)	I (A)	I (A)
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Контрольні запитання

1. Для яких значень анодної напруги справедливий закон “трьох других” та чому?

2. Як розподіляється потенціал у просторі між катодом та анодом при різних значеннях напруги?

3. Що має назву «робота виходу електрону»?

4. Яка схема розташування електродів діоду застосовується у роботі при виводі закону “трьох других”?

5. Як визначити e/m за вольт-амперною характеристикою вакуумного діоду?

6. Як розподілена напруженість електричного поля у вакуумному діоді між електродами?