Лабы по физике2 / Лаба №25 / Лаба №25

Дата Фамилия Группа

Лабораторная работа №25.

I.Название работы:

Изучение электрического тока в электровакуумном триоде. Цель работы:

Изучить теорию электровакуумного триода; снять экспериментально анодно-сеточную и анодную характеристики электровакуумного триода; рассчитать параметры триода.

II.Краткое теоретическое обоснование:

Напряжение между анодом и катодом будем обозначать через U_a = φ_a и назвать его напряжением на аноде, а напряжение между сеткой и анодом через U_c = φ_c и называть его напряжением на сетке. При работе триода напряжение накала в процессе работы лампы не меняется. Поэтому, можно считать, что анодный ток триода зависит от анодного и сеточного напряжений: I_a = I_a (U_a, U_c). Эту зависимость удобно исследовать дважды:

1. I_a = I_a (U_a) при U_c = const;

2. I_a = I_a (U_c) при U_a = const.

Первая из этих зависимостей называется анодной характеристикой триода, вторая называется сеточной характеристикой. Параметрами всякого прибора, в том числе электровакуумного, называют определенные постоянные величины, характеризующие те или иные свойства данного прибора. Основными параметрами триода являются:

1. коэффициент усиления µ;

2. крутизна характеристики S;

3. внутреннее сопротивление R₁.

Чтобы определить эти параметры необходимо иметь семейство анодно-сеточных характеристик, снятых при значениях анодного напряжения U₁ (кривая 1) и U₂ (кривая 2). Выберем линейные участки анодно-сеточных характеристик. Найдем значения Ia₁ и Ia₂ на кривых 1 и 2, соответствующие напряжению U_a (точки А и В). Найдем точку С на кривой1 (соответствующую точку Ia₂ и напряжению Uc₂). Точки А, В и С должны находиться на линейных участках кривых 1 и 2. При изменении анодного напряжения на величину ∆U_a = Ua₂ –Ua₁ при Uc = Uc₁ анодный ток изменяется на величину ∆I_a = Ia₁ – Ia₂. При изменении сеточного напряжения на величину ∆U_с = Uс₂ –Uс₁ и при Uа = Uа₁ анодный ток изменяется на ту же величину ∆I. Коэффициент усиления триода µ показывает, во сколько раз действие изменения напряжения на сетке на электронный поток больше действия такого же изменения напряжения на аноде. Поэтому, при ∆I_a = Ia₁ – Ia₂.

III.Рабочие формулы и единицы измерения.

µ = ∆Ua/∆Uc = (Ua₂ –Ua₁)/(Uc₂ – Uc₁)

S = ∆Ia/∆Uc = Ia₂ – Ia₁)/(Uc₂ – Uc₁), при:

Ua = Ua₂

Ri = ∆Ua/∆Uc = (Ua₂ –Ua₁)/(Ia₂ – Ia₁), при:

Uc = Uc₁

S*Ri*1/µ = 1.

IV.Схема установки.

V.Измерительные приборы и принадлежности.

Принципиальная электрическая схема лабораторной установки представлена на рисунке. Установка содержит: исследуемый электровакуумный триод Л, трансформатор Тр, двухполупериодные выпрямители В1 и В2, потенциометры П1 и П2, вольтметры постоянного тока Ia. Трансформатор Тр имеет первичную обмотку, подключаемую с помощью выключателя Вк и вилки (на схеме не показана) к электросети переменного тьока частотой 50Гц и напряжением 220В. Вторичные обмотки I и II питают выпрямители В1 и В2, вторичная обмотка Н подает напряжение на накальную спираль лампы Л (на схеме соединительные провода не показаны). Выпрямленные напряжения с выпрямителей В1 иВ2 подаются на клеммы 1 и 2 потенциометров П1 и П2. Анодное напряжение Ua снимается с подвижного контакта 3 и клеммы 2 потенциометра П2 и измеряется вольтметром Va. При перемещении подвижного контакта вверх анодное напряжение возрастает. Сеточное напряжение снимается с подвижного контакта 3 и клеммы 4 потенциометра П1. Если подвижный контакт находится выше клеммы 4, то потенциал сетки выше потенциала катода, а если ниже, то потенциал сетки ниже потенциала катода (φ_с < 0). Сеточное напряжение Uc измеряется вольтметром Vc, имеющим 0 в центре шкалы. Анодный ток лампы Ia зависит от положения подвижных контактов 3 потенциометров П1 и П2. Он измеряется миллиамперметром Ic.

VI.Результаты измерения.

Uc = -4B			Uc = 0B		Uc = 4B
Анодные характеристики	Ua, B	Ia, A	Ua, B	Ia, A	Ua, B	Ia, A
	0	0	0	0	0	0
	20	0,1*10-3	20	2*10-3	20	4*10-3
	40	0,15*10-3	40	4*10-3	40	6*10-3
	60	0,2*10-3	60	6*10-3	60	9*10-3
	80	0,5*10-3	80	8*10-3	80	12*10-3
	100	1,5*10-3	100	10,5*10-3	100	15*10-3
	120	3*10-3	120	12*10-3	120	18*10-3
	140	5*10-3	140	16*10-3140	140	22*10-3
	160	12*10-3	160	20*10-3	160	24*10-3
	180	17*10-3	180	23*10-3	180	28*10-3

Ua = 100B			Ua = 160B
Анодно-сеточные характеристики	Uc, B	Ia, A	Uc, B	Ia, A
	-6	0,1*10-3	-6	1,5*10-3
	-4	0,5*10-3	-4	4*10-3
	-2	2*10-3	-2	7*10-3
	0	6*10-3	0	12*10-3
	1	8*10-3	1	15*10-3
	1,5	9*10-3	1,5	17*10-3
	2	10*10-3	2	18*10-3
	2,5	11*10-3	2,5	19*10-3
	3	12*10-3	3	20*10-3
	4	15*10-3	4	23*10-3

VII. Черновые записи и вычисления.

Возьмем на линейных участках анодно-сеточных характеристик Ua₁ = 100B, Ua_a = 100B, Uc₁ = -0,5B. Uc₂ = 2,5B, Ia₁ = 5mA, Ia₂2 = 11mA.

Произведем расчеты:

µ = (160B – 100B)/(2,5B – (-0,5B)) = 60/3 = 20;

S = (11 – 5)/(2,5 – (-0,5)) = 6/3 = 2:

Ri = (160 – 100)/(11 – 5) = 60/6 =10;

2*10*1/20 = 1

1 = 1.

VIII. Основные выводы.

В ходе работы была изучена теория электровакуумного триода. Были сняты экспериментально анодные и анодно-сеточные характеристики электровакуумного триода. Надо отметить, что изучению подвергаются только те диапазоны напряжений и токов, в которых зависимость последних от первых является линейной. На таких участках были рассчитаны в данной работе параметры триода. Также было проверено внутреннее уравнение триода.

Ua = 100B

Ua = 160B