Измерение температуры катода

В диапазоне температур 300 – 2500 К сопротивление катода линейно зависит от температуры

где иВ – константы. Для вольфрама, например, В = 114 К. Однако нить накала изготовлена не из чистого вольфрама, а с добавками металлов (рений и др.), уменьшающих ее хрупкость, и температурный коэффициент сопротивления может быть иным. Для исследуемой лампы 1Ц 11П – В = 50 К. Измерив сопротивление R_К0 при комнатной температуре Т₀ и сопротивление R_К при неизвестной температуре Т, найти температуру катода:

. (9.7)

6. Анодный ток I_нас рассчитать, используя закон Ома:

, (9.8)

здесь R – результирующее сопротивление параллельно соединенных анодного сопротивления и мультиметра:

R_A = R_A1 + R_A2 = 100 + 10 = 110 кОм и

R_М = 1МОм,

99,1 кОм  100 кОм.

П р и м е ч а н и е. В формуле (9.8) числовое значениеU_4-6можно брать в мВ, аRв кОм (100), тогда значение тока насыщенияI_насбудет получаться непосредственно в мкА.

7. Результаты представить в таблице 9.2.

8. Построить график зависимости =f . Выделить линейный участок (он соответствует изменению тока насыщения на 3 – 4 порядка) и по его наклону определить работу выхода (см. формулу (9.5)).

У к а з а н и е. По оси абсцисс рекомендуем выбирать масштаб: 0,1 единицы в 1-м или 2-х см (диапазон значений 10³/Tна оси абсцисс должен размещаться на отрезке в 8-12 см): по оси ординат: 1 или 2 ед. в 1 см.

9. Сравнить полученный результат с табличным значением:

(А_вых [табл] = 1.1  1.3 эВ) и сделать вывод.

Таблица 9.2. U_A= _______B

Iн, мА	U0, В	UК, В	RК, Ом	Т, К	U4-6, мВ	Iнас, мкА
85
90
95
100
105
110
115

10. Ответить на следующие контрольные вопросы:

• Что называется работой выхода электрона из металла?

• Что такое двойной электрический слой? Как он влияет на работу выхода?

• Поверхностный скачок потенциала (понятие).

• Единицы измерения работы выхода.

• Что такое 1эВ?

• Метод определения работы выхода электрона из металла.

Лабораторная работа № 10 Магнитное поле токовых систем

Цель работы: исследовать магнитное поле прямого тока и соленоида, рассчитать и проанализировать магнитную индукцию.

Приборы и принадлежности: ЛКЭ–1 (генератор сигналов функциональный ГСФ–2, осциллограф-мультиметр С1–131/1, провода соединительные, блок «Поле в веществе», датчик эталонный, соленоид на стойках, модель прямого тока.

Краткие теоретические сведения

В 1820 году датским физиком Эрстедом было обнаружено магнитное поле тока. Магнитное поле является одной из форм материи. Оно характеризуется вектором магнитной индукции и вектором напряжённостимагнитного поля. Эти величины связаны соотношением:

. (10.1)

Магнитная индукция является силовой характеристикой магнитного поля и численно равна силе, действующей со стороны поля на единицу длины проводника, по которому течет ток единичной силы и который расположен перпендикулярно направлению магнитного поля. Магнитная индукция является характеристикой результирующего магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поляне зависит от свойств среды и является характеристикой поля, создаваемого внешними по отношению к рассматриваемому объекту источниками.

Для расчета индукции и напряженности магнитного поля, создаваемого электрическим током, используют закон Био–Савара–Лапласа и принцип суперпозиции:

, .

С учетом этого индукция магнитного поля в центре кругового тока равна:

, (10.2)

а в любой точке на оси кругового тока на расстоянии l от центра:

, (10.3)

где - индукция, создаваемая одним витком;R – радиус витка; I – сила тока, протекающего по витку; ₀  магнитная постоянная, равная 410^-7 Гн/м (Генри/метр);   относительная магнитная проницаемость среды. При l = 0 формула (10.3) переходит в формулу (10.2).

Если магнитное поле создано N_i близко расположенными друг к другу витками, то индукция соответственно увеличивается в N_i раз:

. (10.4)

При l = 0

. (10.4а)

Таким образом, для расчета индукции в заданной точке на оси кругового тока необходимо знать силу тока, текущего по витку, количество витков, радиус витка и расстояние от центра витка до заданной точки.