Лабораторная работа 6
.docxЛабораторная работа № 6
Определение термоэмиссионных характеристик вольфрама.
Цель работы:
Цель работы: экспериментальное изучение характеристик вакуумного диода и определение работы выхода электронов из вольфрама.
Приборы и оборудование:
1. Модуль «ФПЭ-06/05» с лампой 4Ц14С (4Ц5С).
2. Постоянное оборудование; Источник питания «ИП», два цифровых вольтметра.
3. Комплект соединительных кабелей.
Описание работы:
Экспериментальная часть работы состоит из трех этапов:
- измерение мощностей нагрева катода Рн по значениям Uн .
- снятие вольт-амперных зависимостей 1д = /(Уд) при различив токах накала.
- экспериментальное определение токов насыщения I0, при различных токах накала.
Схема лабораторной установки приведена на рис.6,3.
Исследуемый диод размещен в модуле «ФПЭ-06/05». На модуль по соединительному кабелю от источника питания «ИП» подаются регулируемые напряжения 2,5-4,5 вольта для питания накала катода и 2…120 В для питания анодной цепи.
Сила тока накала измеряется стрелочным амперметром А1 встроенным в источник «ИП», а напряжение накала UН внешним цифровым прибором (род работы - «U=»), подключаемым к соответствующим гнездам на панели источника «ИП» (прибор на
рис.6.3 не показан).
Сила тока в лампе измеряется цифровым вольтметром В7-4 (род работы «I=»), подключаемым к гнездам «РА» на панели модуле «ФПЭ-06», а напряжение на лампе UA - другим внешним цифровым вольтметром В7-22А, подключаемым к соответствующим гнездам на панели модуля или встроенным в источник питания стрелочным вольтметром.
-
Задание
Определение температуры катода.
d=0.11(мм), l=32(мм), εT=0.29±0.03 (B), σ=5.7*10-8 Вт/(м2*К4)
|
№ п/п |
Iн , А |
Uн , В |
Т , K |
I0 , A |
x=1/T |
y=ln I0/T |
|
1 |
1,3 |
2,69 |
2091,64 |
0,152 |
0,0004781 |
-17,951 |
|
2 |
1,4 |
3,20 |
2225,27 |
0,605 |
0,0004494 |
-17,823 |
|
3 |
1,5 |
3,63 |
2336,49 |
2,09 |
0,0004280 |
-17,285 |
|
4 |
1,6 |
4,24 |
2468,51 |
6,36 |
0,0004051 |
-14,930 |
|
5 |
1,7 |
4,67 |
2567,47 |
8,21 |
0,0003895 |
-14,092 |
А=11,15926
В=-46531
G= eA /(π*d*l) G=6,6*108
W=-B*k W=4,013эВ
-
Задине
Исследование вольт-амперной характеристики диода.
|
№ п/п |
U , B |
I , A |
|
1 |
-1,6 |
0,03 |
|
2 |
5,5 |
1,38 |
|
3 |
7,9 |
1,29 |
|
4 |
10,3 |
1,25 |
|
5 |
12,5 |
1,28 |
|
6 |
14,7 |
1,42 |
|
7 |
18,7 |
1,43 |
|
8 |
20,1 |
1,4 |
|
9 |
30,1 |
1,47 |
|
10 |
40 |
1,45 |
|
11 |
50,1 |
1,48 |
|
12 |
60 |
1,48 |
|
13 |
70,2 |
1,49 |
|
14 |
80 |
1,52 |
|
15 |
89,8 |
1,54 |
|
16 |
100 |
2,43 |
|
17 |
108,4 |
2,52 |
I0 = 1,5A
-
Задание
Определение тока насыщения, работы выхода W и эмиссионной постоянной G.
G= eA /(π*d*l) G=6,6*108
W=-B*k W=4,013эВ
|
№ п/п |
Iн = 1,3 A |
Iн = 1,4 A |
Iн = 1,5 A |
Iн = 1,6 A |
Iн = 1,7 A |
||||||||
|
Uн ,B |
Iа , мA |
Uн ,B |
Iа , мA |
Uн ,B |
Iа , мA |
Uн ,B |
Iа , мA |
Uн ,B |
Iа , мA |
||||
|
1 |
27,8 |
0,14 |
28,6 |
0,56 |
28,4 |
2,03 |
28,3 |
5,83 |
28,2 |
8 |
|||
|
2 |
38,5 |
0,14 |
38,4 |
0,57 |
38,4 |
2,05 |
28,1 |
6,02 |
36 |
8,2 |
|||
|
3 |
48,3 |
0,14 |
48 |
0,58 |
48,2 |
2,07 |
47,6 |
6,15 |
45,8 |
8,2 |
|||
|
4 |
58 |
0,14 |
57,8 |
0,59 |
57,7 |
2,08 |
57,6 |
6,3 |
55,8 |
8,15 |
|||
|
5 |
68 |
0,15 |
67,6 |
0,61 |
68,2 |
2,09 |
67,7 |
6,4 |
65,1 |
8,25 |
|||
|
6 |
78,2 |
0,15 |
78,1 |
0,62 |
78 |
2,1 |
77,7 |
6,54 |
75,6 |
8,21 |
|||
|
7 |
88,7 |
0,16 |
87,9 |
0,64 |
88,3 |
2,1 |
88,2 |
6,74 |
85,7 |
8,07 |
|||
|
I0 |
0,152 |
0,605 |
2,09 |
6,36 |
8,21 |
||||||||
-
Погрешности:
1).
= 0,056
0,0287
0,0027
|
0,0455 |
|
|
0,0156 |
|
ΔТ= 130,921
2).
3).
0,136015
0,136015
W = 4,013 ± 0,5458 эВ
G = 6,6*108 ± 0,954*108
Вывод:
Экспериментально полученные значения G слишком сильно отличаются от табличных (на 2 порядка), из-за чего этот метод не подходит для их измерения. Получившееся значение говорит о том, что у нас сверхпроводник, что не возможно. Такая большая погрешность получается, из-за того что G находится, как экспоненциальная зависимость от коэффициента А, который мы находим графически.