МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра МВЭ
отчет
по лабораторной работе №1
по дисциплине «Вакуумная и плазменная электроника»
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОТБОРА КАТОДНОГО ТОКА В ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМПАХ
Студент гр. 300 |
|
Van Darkholm |
Преподаватель |
|
Рогожин К. В. |
Санкт-Петербург
2024
Цель работы
Экспериментальное изучение основных законов отбора катодного тока в электронных лампах (диодах и триодах с термокатодами).
Э
лектрические
схемы измерительных установок
Рисунок 1 – Схемы измерительных установок
Экспериментальные зависимости
1) Измерение анодных характеристик диода
Таблица 1 – Анодные характеристики диода при Uн = 2.4 В, 5 В, 6.3 В
Uн = 2.4 В |
Uа, В |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
45 |
50 |
60 |
70 |
75 |
Iа, мА |
1.8 |
2.3 |
3 |
3.9 |
4.3 |
4.5 |
5 |
5.9 |
6.1 |
6.6 |
|
Uн = 5 В |
Uа, В |
2 |
5 |
8 |
9 |
11 |
13 |
15 |
16 |
18 |
20 |
Iа, мА |
3 |
11 |
22 |
25 |
34 |
42 |
49 |
54 |
63 |
70 |
|
Uн = 6.3 В |
Uа, В |
2 |
4 |
5 |
7 |
8 |
12 |
14 |
16 |
18 |
19 |
Iа, мА |
3 |
10 |
13 |
19 |
23 |
37 |
44 |
53 |
65 |
70 |
2) Измерение начальных токов диода
Таблица 2 – Начальные токи диода при различных Uн
Uн, В |
6.3 |
5 |
3.8 |
2.4 |
1.2 |
Iнач, мА |
0.4 |
0.16 |
0.02 |
0 |
0 |
3) Анодные характеристики триода
Таблица 3 – Анодные характеристики триода при Uс = 0 В, -1 В, -2 В
Uс = 0 В |
Uа, В |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
- |
Iа, мА |
0 |
1.9 |
4.2 |
7.3 |
10.7 |
14 |
18 |
- |
|
Uс = -1 В |
Uа, В |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
Iа, мА |
0 |
0.3 |
1 |
3 |
5.2 |
8 |
11 |
15 |
|
Uс = -2 В |
Uа, В |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
Iа, мА |
0 |
0 |
0 |
0.2 |
1.3 |
2.8 |
5 |
8 |
4) Сеточные характеристики триода
Таблица 4 – Сеточные характеристики триода при Uа = 50 В, 100 В, 150 В
|
Uс, В |
0 |
-0.5 |
-1 |
-1.5 |
-2 |
-2.5 |
-3 |
-3.5 |
-4 |
-4.5 |
-5 |
Uа = 50 В |
Iа, мА |
3.5 |
2.4 |
1 |
0.4 |
0.02 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Uа = 100 В |
Iа, мА |
14 |
11.8 |
8 |
5 |
3.1 |
2.2 |
1.6 |
0.5 |
0.1 |
0 |
0 |
Uа = 150 В |
Iа, мА |
18 |
15 |
12 |
8.8 |
6.1 |
4 |
2.2 |
1.5 |
1 |
0.3 |
0 |
Обработка результатов
Вакуумный диод 6Ц5С
Рисунок 2 - Анодные характеристики диода при Uн = 2,4 В, 5 В, 6,3 В
Рисунок 3 – Зависимость начального тока от напряжения накала
Рисунок 4 – Эмиссионные характеристики диода Iа = f(Uн)
Расчёт первеанса диода при Uн = 6.3 В
Пример расчёта для Ua = 2 В
Первеанс электронного потока
Первеанс диода
где
- действующая поверхность
– коэффициент
формы электродов
– расстояние между
анодом и катодом
– функция отношения
и
Ua, В |
Ia, мА |
p,
|
2 |
3 |
1.060 |
4 |
10 |
1.250 |
5 |
13 |
1.163 |
7 |
19 |
1.026 |
8 |
23 |
1.016 |
12 |
37 |
0.890 |
14 |
44 |
0.840 |
16 |
53 |
0.828 |
18 |
65 |
0.851 |
19 |
70 |
0.845 |
Таблица 5 – Значения первеанса диода при Uн = 6.3 В
Рисунок 5 – Зависимость первеанса от анодного потенциала при Uн = 6.3
Расчёт первеанса при Uн = 5 В
Ua, В |
Ia, мА |
p, |
2 |
3 |
1.060 |
5 |
11 |
0.984 |
8 |
22 |
0.972 |
9 |
25 |
0.926 |
11 |
34 |
0.932 |
13 |
42 |
0.896 |
15 |
49 |
0.843 |
16 |
54 |
0.844 |
18 |
63 |
0.825 |
20 |
70 |
0.783 |
Таблица 6 – Значения первеанса диода при Uн = 5 В
Рисунок 6 – Зависимость первеанса от анодного потенциала при Uн = 5 В
Расчёт первеанса при Uн = 2.4 В
Ua, В |
Ia, мА |
p, |
5 |
1.8 |
0.160 |
10 |
2.3 |
0.073 |
20 |
3 |
0.034 |
30 |
3.9 |
0.024 |
40 |
4.3 |
0.017 |
45 |
4.5 |
0.015 |
50 |
5 |
0.014 |
60 |
5.9 |
0.013 |
70 |
6.1 |
0.010 |
75 |
6.6 |
0.010 |
Таблица 7 – Значения первеанса диода при Uн = 2.4 В
Рисунок 7 – Зависимость первеанса от анодного потенциала при Uн = 2.4 В
Вакуумный триод 6Н3П
Риcунок 8 – Анодные характеристики триода
Рисунок 9 - Сеточные характеристики триода при различных Ua
Расчёт параметров Sk, Rik, µk
Коэффициент управления катодным током в триоде
ΔUc
Внутреннее сопротивление лампы по катодному току
Статистический коэффициент усиления лампы по катодному току:
Расчёт зависимости коэффициента проницаемости от Uc
для Ua = 150 В
Таблица 8 – Значения проницаемости для различных потенциалов сетки
Ua, В |
150 |
100 |
50 |
Uc0, В |
-5 |
-4.5 |
-2.5 |
D |
0.033 |
0.045 |
0.05 |
Риcунок 10 – Зависимость коэффициента проницаемости от потенциала сетки
Экстраполировав D до значения Uc = 0 получаем D(0) = 0.065, D(-1) = 0.058, D(-2) = 0.054
Рассчитаем зависимости первеанса от действующего потенциала
Пример расчета при Uc = 0 В
Таблица 9 – Зависимость первеанса от действующего потенциала при Uc = 0 В
Ua, В |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
Ia, мА |
1.9 |
4.2 |
7.3 |
10.7 |
14 |
18 |
Uд, В |
1.3 |
2.6 |
3.9 |
5.2 |
6.5 |
7.8 |
P, |
1.282 |
1.002 |
0.948 |
0.902 |
0.845 |
0.826 |
Таблица 10 – Зависимость первеанса от действующего потенциала при Uc = -1 В
Ua, В |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
Ia, мА |
0.3 |
1 |
3 |
5.2 |
8 |
11 |
15 |
Uд, В |
0.16 |
1.32 |
2.48 |
3.64 |
4.8 |
5.96 |
7.12 |
P, |
4.687 |
1.120 |
0.768 |
0.749 |
0.761 |
0.756 |
0.790 |
Таблица 11 – Зависимость первеанса от действующего потенциала при Uc = -2 В
Ua, В |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
Ia, мА |
0 |
0 |
0.2 |
1.3 |
2.8 |
5 |
8 |
Uд, В |
-0.92 |
0.16 |
1.24 |
2.32 |
3.4 |
4.48 |
5.56 |
P, |
0 |
0 |
0.144 |
0.367 |
0.446 |
0.527 |
0.610 |
Рисунок 11 – Зависимость коэффициента проницаемости от действующего потенциала