Измерения

1. Снятие ВАХ. Включают тумблерами схему снятия ВАХ и тот газоразрядный диод, который задан преподавателем. Плавно повышая напряжение, следят за стрелкой миллиамперметра, измеряющего ток лампы. При некотором напряжении ток скачком возрастает, поэтому необходимо тщательно провести измерение значения U_заж путем несколькократного медленного изменения напряжения от (U_заж – 5 В) до U_заж. Записав усредненное значение U_заж, повышают напряжение и снимают ВАХ по точкам (5 – 10, либо по указанию преподавателя) до значений тока, не превышающих 40 мА.

Внимание! 40 мА является предельным током для используемых в работе газоразрядных диодов типа СГ (Стабилитрон Газоразрядный). Обратный ход ВАХ снимают таким же способом – значение U_гаш при понижении напряжения определяют несколько раз, изменяя его от (U_гаш+5 В) до U_гаш; в качестве результата принимают усредненное значение. По данным измерений строят график ВАХ, аналогичный представленному на рис. 1; однако вовсе не обязательно начало графика совмещать с нулями для I и U; более информативным будет график с началом координат в точке U_гаш – (10 … 15) В и I_заж – (2 … 5) мА, причем размер площади миллиметровой бумаги должен быть не менее 1010 см².

2. Наблюдение релаксационных колебаний. Целью второго раздела работы является построение экспериментальных и расчетных кривых зависимости периода колебаний Т от напряжения источника Е для ряда значений постоянной времени - см. рис. 4. Расчетные значения вычисляют по формуле (6), подставляя значения параметров эксперимента, задаваемые преподавателем: число измерений и значений: емкостей С, резисторов R, напряжений Е.

Рис. 4.

Т, с

Е, В

расч.

эксп.

Ознакомившись с заданием преподавателя, переводят тумблер схемы в положение наблюдения колебаний. Устанавливают переключателями первое из ряда значений R, C и Е. Период колебаний определяют по числу световых вспышек газа в лампе,

наблюдая за ними сквозь стеклянный бал-

лон. Для этой цели готовят секундомер (или таймер наручных часов), замыкают ключ К, подавая напряжение Е в схему, и пропустив 2 – 3 вспышки, включают секундомер. Отсчитав 10 … 20 вспышек (по заданию преподавателя), определяют период из расчета , где – интервал времени, за который появилось n вспышек.

Внимание! Вспышка, с которой начнете измерение времени, является нулевой, сигнальной к запуску секундомера.

Размер графика должен быть не менее 1010 см², а его масштаб – наиболее удобным для объяснения расхождений между результатами эксперимента и расчета по формуле упрощенной теории.

Контрольные вопросы

1. Почему ток через газоразрядный диод протекает не при любом напряжении?

2. Чем объяснить неравенство напряжений зажигания и гашения газоразрядной лампы?

3. Начертите электрическую схему получения релаксационных колебаний. Чем характерен стационарный режим ее работы?

4. Как выглядит временная зависимость напряжения на обкладках конденсатора? Выведите формулу для расчета периода релаксационных колебаний.

5. Какие упрощения допускаются при теоретическом рассмотрении механизма образования релаксационных колебаний?

6. Как объяснить расхождение между экспериментальной и расчетной зависимостью периода релаксационных колебаний от напряжения источника питания?

7. В каких областях науки и техники применяются газоразрядные диоды, другие газоразрядные приборы?