Лабораторные работы
.pdfОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Зависимость сопротивления проводника от температуры
|
|
Rпр Ro (1 t), |
(1) |
где |
t |
|
|
|
Ro |
|
|
|
|
|
|
|
Зависимость сопротивления полупроводника от температуры |
|
|
|
|
W |
|
|
|
R Ae 2kT , |
(2) |
|
|
пп |
|
где |
|
A |
|
W
k 1,38 10 23 Дж/К –
Т
Для линеаризации зависимости сопротивления полупроводника от температуры прологарифмируем уравнение (2)
|
|
|
ln R ln A |
W |
|
1 |
. |
|
(3) |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2k T |
|
|
||||
ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
№ |
|
Проводник |
|
|
|
Полупроводник |
|
||||
|
t, C |
|
Rпр, Ом |
Rпп, Ом |
|
|
ln Rпп |
Т, К |
1/T, K-1 |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполнил студент (ФИО, группа, дата) ______________________________
Проверил преподаватель ___________________________________________
30
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Rпр ,Ом Rпп ,Ом
t,о С
ln Rпп
1/ Т, К-1
31
ПРОВОДНИК По графику зависимости сопротивления проводника от температуры
Сопротивление проводника при температуре t = 0 C:
R0 = |
|
|
Ом |
|
|
|
|
Угловой коэффициент |
|
|
|
||||
K1 |
|
|
|
( |
|
) |
|
|
|
|
|||||
δK1 = |
|
|
= |
% |
|||
|
|||||||
Температурный коэффициент сопротивления
|
K1 |
|
|
|
|
|
( |
) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Ro |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал проводника ______________________________
ПОЛУПРОВОДНИК По графику зависимости натурального логарифма сопротивления полупроводника от обратной температуры:
Угловой коэффициент
K2 |
|
|
|
|
( ) |
|
|
|
|||
δK2 = |
|
= |
% |
||
Ширина запрещенной зоны |
|
||||
W 2k K2 |
|
|
( ) (единица СИ) |
||
W |
( |
) (внесистемная единица) |
|||
W |
|
|
|
|
|
Материал полупроводника _______________________________
ВЫВОД
32
Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей и теоретической физики
Лабораторная работа №4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ЦЕПИ, СОДЕРЖАЩЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЕ И ЕМКОСТЬ
Bыполнил________________
группа __________
“______”____________20___г.
Проверил________________
“______”___________20____.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА И ОБОРУДОВАНИЕ:
1 –
2 –
3 –
4 –
5 –
33
ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
При разрядке конденсатора напряжение на нем меняется по закону
1 t
U Uo e RC ,
где Uo начальное напряжение на конденсаторе,RC постоянная времени.
Для линеаризации зависимости напряжения от времени
прологарифмируем уравнение. Получим: |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ln U ln U |
1 |
t |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
|
|
C1 |
|
мкФ |
|
C2 |
мкФ |
||||
|
t, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U1 |
, В |
|
ln U 1 |
|
|
|
U 2 , В |
ln U 2 |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполнил студент (ФИО, группа, дата) ______________________________
Проверил преподаватель ___________________________________________
34
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
U , B |
lnU |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
t, с |
||||
20 |
|
|
||||||||||||
|
40 |
|
|
|
|
|||||||||
U , B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lnU |
||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
t, с |
20 |
40 |
|
60 |
35
Угловой коэффициент зависимости |
натурального логарифма напряжения |
||||||||||||||||||||||||||||||||
от времени: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
К1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( ) ; |
К2 |
|
|
|
|
|
|
|
( ) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Постоянная времени |
цепи, содержащей емкость и сопротивление: |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( ) ; |
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
( ) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
К1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К2 |
|
|
|
|
|
||||||||||
Сопротивление цепи (в нашем случае RV ): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
RV |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
( ); |
RV |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
( ) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
C2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Относительная погрешность измерений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
R |
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Абсолютная погрешность измерений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
R = δR RV / 100% = |
|
|
( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Окончательный результат: |
R |
|
( |
) |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
ВЫВОД
36
Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей и теоретической физики
Лабораторная работа № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА
Bыполнил________________
группа _____________
“______”___________20____г.
Проверил _________________
“______”___________20____г.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА И ОБОРУДОВАНИЕ:
1 –
2 –
3 –
4 –
5 –
6 –
7 –
8 –
37
ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
|
|
МАГНЕТРОНдвухэлектродная лампа, помещенная |
||||||||
B |
|
в магнитное поле. |
|
Траектория движения электронов |
||||||
|
в лампе (следовательно и анодный ток) зависит от |
|||||||||
|
|
|||||||||
|
К |
величины индукции магнитного поля |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А – |
|
|
Рис. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
2 |
|
|
2U |
, |
|
|
|
кp |
r |
e / m |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
где U |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
r
e / m
Рис. 2 |
Рис. 3 |
|
Магнитное поле соленоида
Bкр |
|
o Iкр N |
|
|
, |
||
|
|
|
|
|
|||
|
l |
2 d |
2 |
||||
|
|
|
|
|
|||
где Iкp
о 4 10 7 Гн / м
N – l – d –
38
ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
Таблица
ПАРАМЕТРЫ |
ТОК СОЛЕНОИДА |
АНОДНЫЙ ТОК |
I, мА |
Iа, мА |
Iа/Iа1000, |
|
|
||||||
УСТАНОВКИ |
I, мА |
Iа, мА |
усл.ед. |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90,0 |
|
|
|
|
|
|
95,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
105,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110,0 |
|
|
|
|
r = |
мм |
|
|
|
|
|
115,0 |
|
|
|
|
||
|
|
120,0 |
|
|
|
|
l = |
мм |
|
|
|
|
|
125,0 |
|
|
|
|
||
|
|
130,0 |
|
|
|
|
d= |
мм |
|
|
|
|
|
135,0 |
|
|
|
|
||
|
|
140,0 |
|
|
|
|
N = |
|
|
|
|
|
|
|
145,0 |
|
|
|
|
|
|
|
150,0 |
|
|
|
|
U = |
В |
|
|
|
|
|
155,0 |
|
|
|
|
||
|
|
160,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
165,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
170,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
175,0 |
|
|
__________ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполнил студент (ФИО, группа, дата) ______________________________
Проверил преподаватель ___________________________________________
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Iа, мА Ia/I, усл. ед.
I, мА
39