Порядок выполнения работы

Ознакомьтесь с установкой, измерительными приборами, определите цену деления приборов.

Подключить блок ФПЭ-06 соединительным кабелем к источнику питания (ИП) – рис. 4. Амперметр на панели источника питания служит для контроля тока накала I_Н, максимальное значение которого не должно превышать 2,2 А. Плавная регулировка напряжения накала осуществляется ручкой, расположенной под амперметром. Напряжение накала U_Н измеряется вольтметром (PV_Н), который подключается к тем клеммам на источнике питания, где указано напряжение 2,5 ÷ 4,5 В.

В ольтметр РV_A на панели источника питания измеряет анодное напряжение U_А регулировка которого осуществляется ручкой П_А на панели источника питания, расположенной непосредственно под вольтметром.

Для измерения анодного тока I_А используется амперметр РА_А, который подключается к блоку ФПЭ-06. Он должен работать в режиме миллиамперметра, измеряя ток до 20 мА.

Ознакомьтесь с указаниями к работе, приведенными на стенде, и получите разрешение на включение установки.

Во время измерений следите за показаниями приборов и поддерживайте их на заданном уровне! Снятие анодных характеристик (вах) диода при различных напряжениях накала катода

1. Установите напряжение накала U_Н1  3,7 В и после прогрева катода приступите к снятию анодной характеристики, т.е. измерению силы анодного тока при различных значениях анодного напряжения. Увеличивая анодное напряжение от 10 до 100 В через каждые 10 В, записать значения анодного тока в таблицу 1.

2. Повторите подобные измерения при напряжении накала катода U_Н2  3,9 В; U_Н3  4,1 В и U_Н4  4,3 В.

Для каждого значения напряжения накала записать значения тока накала I_Н, которые показывает амперметр на панели блока ФПЭ.

Таблица 1

Анодные характеристики диода

№ п/п	UА, В	IА ,мА
		UН1  3,7 B	UН2  3,9 В	UН3  4,1 B	UН4  4,3 В
1	10
2	20
3	30
…	…
10	100
		IН1  мА	IН2  мА	IН3  мА	IН4  мА

3. Для каждого значения тока накала построить вольтамперную характеристику и точкой насыщения считать значение тока I_Н на вольтамперной характеристике (рис. 1) на участке cd, где наклон графика зависимости анодного тока от приложенного напряжения перестаёт меняться.

4. Для всех значений напряжения накала по формуле Р  I_НU_Н рассчитать мощность, выделяемую на катоде, а также мощность, приходящуюся на единицу площади поверхности катода (для данной лампы эту площадь принять равной S_К  3,52∙10^2 см²).

По графику (рис. 3) зависимости температуры катода от подведённой мощности катода P определить температуру катода для каждого значения мощности нагрева.

Рассчитать плотность анодного тока насыщения по формуле

j₀  I_{А НАС}/S_А,

где I_{А НАС} – анодный ток насыщения, S_А  11·10^6 м² – площадь поверхности анода лампы.

Все полученные данные занести в таблицу 2.

Таблица 2

№ п/п	IН, мА	UН, В	Р, Вт	Т, К	1/Т, К1	IА НАС, мА	j0, мА/м2	j0/Т2, мА/(м2К2)	ln(j0/Т2)

5. Построить график зависимости ln(j₀/Т²) от 1/Т, откладывая по оси абсцисс 1/Т, а по оси ординат значения функции ln(j₀/Т²).

Определить тангенс угла наклона полученной прямой к оси абсцисс и рассчитать работу выхода по формуле A_ВЫХ  ktg.

6. Рассчитать предельную относительную погрешность величины работы выхода электрона из вольфрама по косвенным измерениям параметров анодного тока и анодного напряжения, а также по измерениям тока накала и напряжения накала катода, пользуясь формулой

A_ВЫХ  I_А  U_А  I_Н  U_Н,

где I_А, U_А, I_Н, и U_Н – относительные погрешности, даваемые измерительными приборами.