6.2. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка содержит две независимые электрические цепи (рис. 6.4), одна из которых содержит последовательно соединенные миллиамперметр и соленоид, подключаемые к регулируемому выпрямителю ВС, а вторая – электронную лампу, выполняющую роль магнетрона, миллиамперметр и вольтметр, регистрирующие значения анодного тока IА и анодного напряжения UA. Цепь питается от специального выпрямителя, подключенного к выходу регулятора напряжения ЛАТР.
Рис. 6.4. Схема лабораторной установки
6.3. Порядок выполнения работы
1) Установить с помощью ЛАТРа анодное напряжение UА, заданное преподавателем. Анодный ток IА измерить миллиамперметром. Значения UА и коэффициента k записать в табл. 6.1.
2) Постепенно увеличить силу тока Iс в соленоиде с помощью выпрямителя ВС до момента, когда анодный ток начнет уменьшаться. Далее силу тока в соленоиде увеличивать ступенями так, чтобы изменения силы анодного тока на каждой ступени были не более 3 4 мА. Таким образом силу тока в соленоиде увеличивать до тех пор, пока анодный ток IА не перестанет заметно изменяться.
При изменениях силы тока в соленоиде Iс происходят небольшие изменения анодного напряжения UА, вызванные изменениями внутреннего сопротивления электронной лампы, поэтому перед регистрацией значений сил тока IА и Iс следует восстанавливать уровень анодного напряжения до исходного.
3) Значения анодного тока IА и тока в соленоиде Iс (не меньше 15 пар значений) записать в табл. 6.1.
4) По полученным данным построить сбросовую характеристику IА = f(Iс) (см. рис. 6.3).
Таблица 6.1
Результаты измерений
для определения
|
UА = к = |
Iс, мA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IА, мA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5) На сбросовой характеристике определить участок с наибольшей крутизной, выделить на нем прямолинейную часть и из ее середины опустить перпендикуляр на ось Iс. Точка пересечения перпендикуляра с указанной осью будет соответствовать критическому току Iкр при данном анодном напряжении.
6) Рассчитать значение удельного заряда электрона по формуле (6.8).
7) Вычислить
табличное значение удельного заряда
электрона (
)табл,
приняв: qe
= 1,6∙1019
Кл; m
= 9,1∙1031
кг.
8) Рассчитать погрешность измерений. При определении абсолютной погрешности измерения критического тока Iкр в соленоиде следует воспользоваться сбросовой характеристикой, приняв за абсолютную погрешность ΔIкр интервалы изменений тока в соленоиде Iс от измеренного значения Iкр до участков сбросовой характеристики с максимальной кривизной (см. рис. 6.3).
9) Сравнить полученный результат с табличным значением удельного заряда электрона и сделать вывод.
6.4. Контрольные вопросы
1) Метод магнетрона при определении удельного заряда электрона. Физические процессы, происходящие в магнетроне. Возможные виды траектории движения электронов в магнетроне.
2) Объяснить вид экспериментальной сбросовой характеристики.
3) Практическое определение значения критического тока.
4) Расчет погрешности при определении удельного заряда электрона в данной работе.
Лабораторная работа 7