Практические задания

1. Исследовать зависимость анодного тока от напряжения между электродами при разных токах накала катода. Проверка закона Богуславского-Ленгмюра.

И

сследуемым вакуумным диодом служит двухэлектродная лампа ПМИ-2. Собрать схему, указанную на (Рис. 5). В качестве источника тока накала используется ВС-24, для создания напряжения на аноде – ВУП-2. Разность потенциалов между анодом и катодом можно измерять цифровым вольтметром Щ4313. Напряжение на аноде меняется в пределах от 0 до100 В и снимается зависимость анодного тока от этого напряжения. Ток накала катода регулируется резистором r в диапазоне 1,0  1,4 А.

П

59

олученные зависимости построить на одном графике. На кривой нарастания тока выбрать несколько точек и по ним построить зависимость, которая, если выполняется закон Богуславского-Ленгмюра, должна представлять собой прямую линию, по тангенсу угла наклона которой можно рассчитать постояннуюС для данного диода.

2. Расчет температуры катода при различных токах накала. Определение работы выхода электронов из вольфрама.

Для определения работы выхода электронов из катода необходимо построить зависимость анодного тока насыщения от температуры катода. Так как плотность анодного тока насыщения (соответственно, и сам ток) зависит от температуры катода следующим образом:

,

то, прологарифмировав это выражение, получаем

или

.

Необходимо построить график зависимости в виде , и тангенс угла наклона этой прямой будет численно равен отношению работы выходаA к постоянной Больцмана k.

Температуру катода можно определить по величине сопротивления катода при данной температуре, которое рассчитывается по закону Ома

.

С другой стороны, сопротивление вольфрамовой нити, из которой изготовлен катод, зависит от температуры следующим образом:

60

,

где R₀ – сопротивление нити накала катода при 0С,  = 4,510^–3 град^–1 – температурный коэффициент сопротивления вольфрама. Сопротивление катода при 0С можно рассчитать по аналогичной формуле, предварительно определив сопротивление катода R при комнатной температуре t_ком с помощью моста постоянного тока МО-62:

.

Далее значение абсолютной температуры нити накала катода при различных токах I_к и напряжениях U_к накала определяется по формуле:

.

Анодный ток насыщения I_нас для каждой температуры накала катода определяется непосредственно по графику, построенному по результатам выполнения первого задания.

Вопросы к зачету по работе.

• Объяснить устройство и принцип действия вакуумного диода и описать возможные методы создания тока в диоде.

• Что такое и как достигается термоэлектронная эмиссия?

• Как выглядит вольт-амперная характеристика вакуумного диода? Что гласит закон Богуславского_Ленгмюра?

• Какую зависимость характеризует формула Ричардсона-Дешмана?

• Каким образом можно измерить температуру катода при протекании через него постоянного тока?

61

Оглавление

1. ВВЕДЕНИЕ 3

2. Правила выполнения работы и оформления

полученных результатов 4

3. Рекомендуемая литература 5

4. Лабораторная работа № 1 6

5. Лабораторная работа № 2 10

6. Лабораторная работа № 3 14

7. Лабораторная работа № 4 18

8. Лабораторная работа № 5 22

9. Лабораторная работа № 6 26

10. Лабораторная работа № 7 31

11. Лабораторная работа № 8 35

12. Лабораторная работа № 9 42

13. Лабораторная работа № 10 49

14. Лабораторная работа № 11 56

15. СОДЕРЖАНИЕ 62