Электричество и магнетизм. Ч.3. Муравьев А.Б - 18 стр.

UptoLike

35
9. Построить зависимость I
а
= f(I
c
) для двух значений ускоряюще-
го напряжения и определить графически значения критических токов I
01
и I
02
.
10. По формуле (12) рассчитать отношение e/m для двух значений
U
1
и U
2
и найти его среднее значение.
11. Сравнить полученное значение e/m с табличными данными.
Таблица 1
U
a
= 5 В U
a
= 8 В
I
а
, А I
с
, мА I
а
, А I
с
, мА
Задание 2. Определение e/m из вольт-амперной характеристики
вакуумного диода.
В опыте используется та же самая установка, что и в упражнении 1
(рис. 1), но отсутствует источник питания ИП1. Вследствие этого маг-
нитное поле в диоде отсутствует и электроны движутся лишь под дей-
ствием электрического поля.
Можно показать, что при не очень больших U
существует прямая
пропорциональность между I
а
и U
3/2
(рис. 11).
23/*
a
U
23/
a
U
a
I
*
a
I
0
23/
aa
~ UI
23/
a
U
23/*
а
U
Рис. 11
36
В этом интервале для некоторого произвольного значения U
*
можно определить по графику соответствующее значение
*
а
I . Можно
показать также, что значение e/m может быть рассчитано как
2
06410
=
l
RI
Um
e
2
0
а
*
а
3*
,
ε
, (13)
где lдлина катода и анода.
Порядок выполнения работы.
1. Присоединить кабель с розеткой от блока коммутации к вилке
на задней панели модуля.
2. Подключить к сети источник питания ИП1 и блок коммутации.
3. Подсоединить к гнездам «РА2» в анодной цепи лампы мульти-
метр, установив на нем диапазон измерения тока 2 мА.
4. Тумблером «Т» включить накал
катода.
5. Изменяя значение анодного напряжения от 0 до 15 В через 1 В,
снять вольт-амперную характеристику диода I
а
= f(U
а
).
6. Результаты измерений записать в табл. 2.
7. Построить вольт-амперную характеристику вакуумного диода
в виде графика I
а
= f(U
3/2
).
8. Выделить участок вольт-амперной характеристики, на котором
приблизительно выполняется закон I
а
U
3/2
(см. рис. 7).
9. Из вольт-амперной характеристики определить в выделенном
интервале значения U
*
и
*
а
I
.
10. По формуле 13 рассчитать отношение e/m, используя указан-
ные преподавателем значения R
а
и l.
11. Результаты вычислений записать в табл. 3.
12. Сравнить полученное значение e/m с табличными данными.
Таблица 2
U, В I
а
, мА
0
1
...
15
Таблица 3
U
*
, В
*
а
I , мА
e/m
        9. Построить зависимость Iа = f(Ic) для двух значений ускоряюще-                        В этом интервале для некоторого произвольного значения U*
го напряжения и определить графически значения критических токов I01                      можно определить по графику соответствующее значение I а* . Можно
и I02.                                                                                    показать также, что значение e/m может быть рассчитано как
       10. По формуле (12) рассчитать отношение e/m для двух значений                                                                   2
U1 и U2 и найти его среднее значение.                                                                                e 0,0641 ⎛ I а* Rа ⎞
                                                                                                                       =       ⎜        ⎟ ,                       (13)
       11. Сравнить полученное значение e/m с табличными данными.                                                    m   U *3 ⎜⎝ ε 02l ⎟⎠
                                                                                          где l – длина катода и анода.
                                                                              Таблица 1
                                                                                                  Порядок выполнения работы.
                Ua = 5 В                                     Ua = 8 В
       Iа, А                      Iс, мА             Iа, А                Iс, мА                1. Присоединить кабель с розеткой от блока коммутации к вилке
 …                                                                                        на задней панели модуля.
                                                                                                2. Подключить к сети источник питания ИП1 и блок коммутации.
     Задание 2. Определение e/m из вольт-амперной характеристики                                3. Подсоединить к гнездам «РА2» в анодной цепи лампы мульти-
вакуумного диода.                                                                         метр, установив на нем диапазон измерения тока 2 мА.
                                                                                                4. Тумблером «Т» включить накал катода.
       В опыте используется та же самая установка, что и в упражнении 1                         5. Изменяя значение анодного напряжения от 0 до 15 В через 1 В,
(рис. 1), но отсутствует источник питания ИП1. Вследствие этого маг-                      снять вольт-амперную характеристику диода Iа = f(Uа).
нитное поле в диоде отсутствует и электроны движутся лишь под дей-                              6. Результаты измерений записать в табл. 2.
ствием электрического поля.                                                                     7. Построить вольт-амперную характеристику вакуумного диода
       Можно показать, что при не очень больших U существует прямая                       в виде графика Iа = f(U3/2).
пропорциональность между Iа и U3/2 (рис. 11).                                                   8. Выделить участок вольт-амперной характеристики, на котором
                                                                                          приблизительно выполняется закон Iа ∼ U3/2 (см. рис. 7).
          Ia
                                                                                                9. Из вольт-амперной характеристики определить в выделенном
                                                                                          интервале значения U* и I а* .
                                                                                               10. По формуле 13 рассчитать отношение e/m, используя указан-
                                                                                          ные преподавателем значения Rа и l.
         I a*                                                                                  11. Результаты вычислений записать в табл. 3.
                                                                                               12. Сравнить полученное значение e/m с табличными данными.
                                                                                                                                                             Таблица 2
                                                                                                          U, В                                Iа, мА
                                                                                            0
          0                                                                                 1
                                  *3/ 2
                             U а *3/ 2
                             U                                    U    3/ 2                 ...
                                a                                 U a3/a2
                                                                                            15

                 I a ~ U a3 / 2                                                                                                                              Таблица 3
                                                                                                      *
                                                                                                    U,В                     I а* , мА                  e/m
                                           Рис. 11                                          …

                                             35                                                                               36