Хід роботи

1. Ознайомитися з конструкцією діоду. Визначити тип катода. Розглянути цокольовку лампи.

1. Підключити прилади до лампи, згідно схеми:

3. Ввімкнути блок ВУП і відрегулювати реостатами струм розжарення 1,25 А.

3. Змінюючи анодну напругу регулятором ВУП-2 через кожні 5 В, зняти показники міліамперметра.

3. Установити струм розжарення 1,23 А, потім 1,20 А і для кожного зняти ВАХ.

3. Побудувати на міліметровому папері сімейство ВАХ лампи.

4. Розрахувати внутрішній опір та крутизну діода в указаній викладачем точці ВАХ.

Контрольні питання

1. Поняття роботи виходу електрона із металу. Термоелектронна емісія. Струм у вакуумі. Причини насичення величини струму.

1. Електронні лампи (будова, робота, застосування).

2. Формули Річардсона-Дешмана та Богуславського-Ленгмюра.

4. Пояснити особливості вольт-амперної характеристики.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ТЕМА: Визначення е.р.с. джерела струму методом компенсації і розрахунок к.к.д. джерела

Мета: Освоїти компенсаційний метод вимірювання ЕРС, виміряти ЕРС елемента Лекланше. Обчислити корисну потужність елементу, його внутрішній опір та ККД.

Прилади та матеріали: елемент Лекланше, реостат до 500 Ом, міліамперметр, перекидний ключ, нормальний елемент Вестона, гальванометр, баластний резистор до гальванометра, реохорд, батарея акумуляторів 2 В, реостат до 100 Ом, ключ.

Теоретичні відомості

§1. Вимірювання ерс

Користуючись правилами Кірхгофа для розрахунку розгалужених електричних кіл, по виміряним значенням струму, відомим опорам резисторів, розрахувати величину ЕРС джерела.

О дин з найбільш простих методів вимірювання ЕРС був запропонований на початку XIX століття Поггендорфом. Цей метод одержав назву компенсаційного. Розглянемо схему (мал.1). Запишемо рівняння Кірxгофа:

1. Для вузла Д: І₂ = І₁ + І₃

2. Для контуру АЕ₁Д: І₁R₁ + І₁R_і + І₂R₂ =

З. Для контуру АВЕ: I₂R₂ + І_ЗR_З+Іr =

Ця система рівнянь для струмів І₂, І₁, І_З - повна. Її розв’язок найбільш цікавий для І₁ = 0

Тоді (1)

(2)

Із останнього співвідношення видно, що струм через гальванометр (і джерело ₁) не тече в тому випадку, коли спад напруги на резисторі R₂ (за рахунок протікання струму джерела ) рівний і протилежно напрямлений ₁, тобто відбувається компенсація дії на носії заряду електростатичних сил (ІR₂) і сторонніх сил ( ₁).

Звідси випливає і два інших правила:

1. > ₁,так як в протилежному випадку неможлива рівність (2).

1. Джерела і ₁ повинні бути приєднані до т.А однойменними (як правило анодами) полюсами, бо в протилежному випадку, в рівності (2) права і ліва частини будуть мати різні знаки, тобто компенсація неможлива.

Підставимо рівняння (1) в (2):

При визначенні не важливо знати , але важливо знати опір . Практично для вимірювання ЕРС збирають більш складну схему (мал. 2)

Її особливість полягає в тому, що в ролі R₁ і R₂ використані ділянки АД і ДВ реохорда АВ, струм через який регулюється реостатом R. за допомогою ключа К в коло гальванометра можна ввімкнути як _х так і ₀. Запишемо рівняння (3) для схеми (мал.2) для _х і ₀.

;

Враховуючи, що R_AD + R_DB = R_AD + R_DB + R + r, при незмінному R одержимо:

Звідки .

Очевидно, що точність вимірювання Е_х залежить від Е₀ і відношення .

Відношення довжин можна виміряти досить точно. Як еталон ЕРС в світовій вимірювальній практиці застосовують ртутно-кадмієві елементи. Струм, який може дати такий елемент, невеликий, порядку 10^-4, але ЕРС зберігається сталою протягом багатьох років. Завдяки таким властивостям ( ) елемент був названий нормальним, по імені винахідника - нормальним елементом Вестона. Його ЕРС при кімнатній температурі вимірювання з точністю виміряна з точністю до 0,0001.

Резистор R в колі гальванометра служить для обмеження струму нормального елемента при некомпенсованій ЕРС.