Варианты экспериментальных установок Опыт 1. Явление термоэлектронной эмиссии

Вариант 1. Оборудование: (рис.4) диод демонстрационный, электрометр, источник питания ВУП-1, реостат на 10 Ом и 2 А, ключ, проводник на изолирующей ручке.

Рис.4

Установку согласно рисунку 4. В качестве источника постоянного напряжения в цепи катода можно воспользоваться клеммами переменного напряжения 6,3 В выпрямителя ВУП-1 (или ВУП-2).

Предварительно, не замыкая цепь, зарядите анод лампы и стержень электрометра положительным зарядом и покажите, что в этом случае этот заряд сохраняется. Включите цепь катода и, постепенно увеличивая накал, доведите его до красного каления. При этом покажите, что анод быстро разряжается.

Повторите этот же эксперимент, предварительно зарядив анод лампы и электрометр отрицательным зарядом.

Не включая цепь катода, зарядите отрицательным зарядом катод и стержень электрометра, корпус которого заземлён. Покажите, что в этом случае заряд сохраняется. Включите цепь катода и, постепенно увеличивая накал, доведите его до красного каления и покажите, что в этом случае заряд электрометра быстро падает.

Повторите эксперимент, зарядив катод лампы и электрометр положительным зарядом.

Опыт 2. Необходимые условия для возбуждения тока в вакууме

Вариант 1. Оборудование: демонстрационный диод, выпрямитель ВУП-1 (или ВУП-2), реостат на 10 Ом, 2 А., амперметр, два ключа.

Соберите установку, принципиальная схема которой показана на рисунке 5.

Рис.5

Покажите, что если в вакууме (в пространстве между катодом и анодом диода) имеются электроны, но нет поля между катодом и анодом, ток в вакууме не возникает. Для этого при разомкнутой анодной цепи включите цепь катода и, постепенно увеличивая накал (не более 2 А), покажите, что в анодной цепи ток не обнаруживается.

Покажите, что если в вакууме имеется электрическое поле, но нет свободных зарядов, то ток не возбуждается. Для этого разомкните цепь катода и замкните цепь анода и покажите, что, несмотря на наличие напряжения между катодом и анодом, анодного тока нет.

Покажите, что для возбуждения тока в вакууме, необходимо наличие двух условий: 1) наличие свободных зарядов - термоэлектронов и 2) наличие электрического поля между анодом и катодом.

Для этого включите катодную и анодную цепи и покажите наличие тока в анодной цепи

Опыт 3: Вольт-амперная характеристика диода

Вариант 1. Оборудование: (рис.6) выпрямитель ВУП-1 (или ВУП-2), реостат на 10 Ом, 2 А, гальванометр от демонстрационного амперметра, вольтметр демонстрационный с дополнительным сопротивлением в 33 кОм (в этом случае прибор со шкалой на 15 В постоянного напряжения будет служить для измерения напряжения до 150 В, т.е. цена одного деления будет равна 10 В).

Соберите установку, принципиальная схема которой показана на рисунке 6. В этой установке источником анодного напряжения служит регулируемое напряжение 0-250 В выпрямитель ВУП-1.

Рис.6

Замкните цепь катода и отрегулируйте силу тока так, чтобы катод был накалён до красного каления.

Изменяя анодное напряжение, получите три - четыре значения анодного тока, соответствующие линейной части вольтамперной характеристики и току насыщения. На основе полученных данных нарисуйте общий вид вольтамперной характеристики диода.