Электричество и магнетизм. Часть 1. Миловидова С.Д - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

26
РАБОТА № 4.
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙ ЛАМПЫ
Приборы и принадлежности: трехэлектродная электронная лампа
(триод ), выпрямители переменного тока на 300 В и 4 (или 12) В, два
вольтметра , миллиамперметр, два реостата, два ключа , переключатель
полярности (коммутатор).
Краткая теория
В основе работы электронной лампы лежит явление
термоэлектронной эмиссии, которое состоит в испускании электронов
нагретыми металлами. Простейшей электронной лампой, состоящей из
катода и анода, является диод . Если составить электрическую цепь ,
содержащую такой вакуумный диод , источник анодного напряжения Б
а
,
источник напряжения нити накала катода Б
н
и миллиамперметр (рис.1), то
при нагретом катоде через лампу пойдет ток
J
а
, называемый анодным током . Опыт
показывает , что сила тока J
а
зависит от
температуры катода, материала , из которого
он сделан, и разности потенциалов между
катодом и анодом . При постоянной
температуре катода сила анодного тока
возрастает с увеличением разности
потенциалов U
а
между электродами. Однако
зависимость между силой тока J
а
и разностью
потенциалов U
а
не выражается законом
Ома и носит более сложный характер, графически представленный для
двух температур накала нити катода на рис.2. При малых анодных
напряжениях сила тока J
а
вначале медленно растет с повышением
напряжения. Это объясняется тем , что при малых значениях U
а
не все
электроны, испускаемые катодом, достигают анода. Часть электронов
образует между катодом и анодом
электронное облако (отрицательный
пространственный заряд ), которое
препятствует движению к аноду вновь
вылетающих из катода электронов. По
мере увеличения напряжения U
а
электронное облако рассеивается и ток
J
а
растет . Начиная с некоторого
определенного значения U
н ,
дальнейшее
возрастание силы тока вообще
прекращается, т.е. ток достигает
насыщения. Это объясняется тем , что
все электроны, испускаемые нитью , достигают анода. Сила тока
насыщения J
н
численно равна заряду всех электронов, испускаемых в
единицу времени данным катодом при данной температуре .
К
А
Б
К
Б
А
µ
А
_
+
Рис.1
Т
2
>T
1
Т
2
Т
1
U
А
U
H
U
H
J
H
Рис.2
J
А
J
H 
                                              26


                                     Р А БО ТА № 4.
            И ЗУ Ч Е Н И Е Р А Б О Т Ы Т Р Е ХЭ Л Е К Т Р О ДН О Й Л А М П Ы
         Приб оры и прин а д леж н ости: трех электрод н а я элект рон н а я ла м па
(т риод ), выпрям ители перем ен н ого т ока н а 300 В и 4 (или 12) В, д ва
воль т м ет ра , м иллиа м перм етр, д ва реоста т а , д ва клю ча , переклю ча т ель
полярн ости (ком м у т а т ор).
                                     Кратк аятеория
         В    осн ове ра б от ы          элект рон н ой ла м пы           леж ит      явлен ие
т ерм оэлект рон н ой эм иссии, которое состоит в испу ска н ии элект рон ов
н а грет ым и м ет а лла м и. Прост ейшей элект рон н ой ла м пой, состоящ ей из
ка т од а и а н од а , являет ся д иод . Е сли сост а вит ь электрическу ю цепь ,
сод ерж а щ у ю т а кой ва ку у м н ый д иод , ист очн ик а н од н ого н а пряж ен ия Б а ,
ист очн ик н а пряж ен ия н ити н а ка ла ка т од а Б н и м иллиа м перм ет р(рис.1), т о
                                     при н а гретом ка т од е через ла м пу пойд ет т ок
  А                                  Jа , н а зыва ем ый а н од н ым током . Опыт
                                     пока зыва ет , что сила тока Jа за висит от
                                     т ем пера т у ры ка т од а , м а т ериа ла , из которого
               К                     он сд ела н , и ра зн ост и пот ен циа лов м еж д у
                             µА
                                     ка т од ом и а н од ом . При постоян н ой
                                     т ем пера т у ре ка т од а сила а н од н ого т ока
               _                     возра ст а ет      с      у величен ием         ра зн ости
     БК                  +           пот ен циа лов Uа м еж д у элект род а м и. Од н а ко
                 БА
               Рис.1                 за висим ост ь м еж д у силой т ока Jа и ра зн ост ь ю
                                     пот ен циа лов        Uа н е выра ж а ет ся за кон ом
Ом а и н осит б олее слож н ый х а ра кт ер, гра ф ически пред ст а влен н ый д ля
д ву х т ем пера т у р н а ка ла н ит и ка т од а н а рис.2. При м а лых а н од н ых
н а пряж ен иях сила т ока Jа           вн а ча ле м ед лен н о ра ст ет с повышен ием
н а пряж ен ия. Это об ъ ясн яется т ем , что при м а лых зн а чен иях Uа н е все
элект рон ы, испу ска ем ые ка т од ом , д ост ига ю т а н од а . Ч а ст ь элект рон ов
об ра зу ет м еж д у ка т од ом и а н од ом
элект рон н ое об ла ко (от рица т ель н ый JА                                       Т2
простра н ст вен н ый за ряд ),           которое J
                                                       H
препятст ву ет д виж ен ию к а н од у вн овь                                  Т 2>T1
вылет а ю щ их из ка т од а элект рон ов. По
м ере у величен ия н а пряж ен ия                Uа JH                               Т1
элект рон н ое об ла ко ра ссеива ет ся и ток
Jа ра ст ет. Н а чин а я с н екоторого
опред елен н ого зн а чен ия Uн , д а ль н ейшее
возра ст а н ие      силы      т ока      вооб щ е                UH UH                UА
прекра щ а ется, т.е. ток д ост ига ет                                 Рис.2
н а сыщ ен ия. Это об ъ ясн яет ся т ем , что
все элект рон ы, испу ска ем ые н ит ь ю , д ост ига ю т а н од а . С ила тока
н а сыщ ен ия Jн числен н о ра вн а за ряд у всех элект рон ов, испу ска ем ых в
ед ин ицу врем ен и д а н н ым ка т од ом при д а н н ой тем пера т у ре.

Страницы