- •Источники тока
- •Обозначение Наименование
- •5. По способу установки различают щитовые приборы, предназначенные для монтажа на приборных щитах и пультах управления, и переносные приборы.
- •6. По устойчивости к внешним условиям приборы делят на три класса:
- •Электроизмерительные приборы непосредственной оценки
- •Электромеханические приборы
- •Электроизмерительные приборы
- •Электронные аналоговые приборы
- •Цифровые измерительные приборы
- •Измерение сопротивлений
- •Регестрирующие приборы и устройства
- •Регулирующие устройства
- •Электрических схем
- •Контрольные вопросы
- •1. Введение
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Задание
- •4. Контрольные вопросы
- •Изучение принципа работы электронно- лучевого осциллографа
- •1. Назначение и принцип работы электронно-лучевого осциллографа
- •3. Измерение частот и фаз методом фигур Лиссажу
- •4. Выполнение работы
- •5. Контрольные вопросы
- •Определение удельного заряда электрона с помошью вакуумного диода
- •1.Теория
- •2.1. Описание схемы эксперимента
- •3. Проведение эксперимента
- •4. Задание
- •5. Контрольные вопросы
- •Закон степени 3/2
- •1. Теория релаксационного процесса в rc-цепи
- •2.Описание экспериментальной установки и методика измерения
- •3. Задание
- •4. Контрольные вопросы
- •Проницаемости материалов
- •1. Краткая теория
- •2. Описание экспериментальной установки и выполнение измерений
- •3. Задание
- •4. Контрольные вопросы
- •Расчет коэффициента передачи методом векторных диаграмм
- •Определение постоянной времени rl-цепи
- •2. Постановка задачи
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Контрольные вопросы
- •1. Введение
- •2. Постановка задачи
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 8 изучение магнитного поля соленоида
- •1. Введение
- •2. Постановка задачи
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 9 изучение затухающих колебаний в контуре
- •1. Введение
- •При малом затухании: . (8)
- •2. Постановка задачи
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Контрольные вопросы
- •1. Введение
- •2. Постановка задачи
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Контрольные вопросы
4. Задание
Упражнение 1.Снять зависимость тока диодаот анодного напряжения. Зависимостьпредставить графически и сравнить с теоретической зависимостью, для чего построить график зависимости квадрата анодного тока от куба напряжения между анодом и катодом диода.
Упражнение 2. Вычислить величину удельного заряда электронана основании уравнения Богуславского–Ленгмюра по формуле (10) и подсчитать ошибку вычисления.
5. Контрольные вопросы
1. Что называется электровакуумными приборами? Типы электровакуумных приборов.
2. В чем заключается явление термоэлектронной эмиссии? Как определяется работа выхода электрона из металла?
3. Электровакуумный диод: схема, устройство и принцип работы («выпрямление» переменного тока).
4. Роль объемного пространственного заряда в работе диода.
5. Вольт-амперная характеристика вакуумного диода.
6. Режим насыщения анодного тока (когда достигается)?
7. Вывод формулы Богуславского–Ленгмюра.
8. Как можно определить удельный заряд электрона (методика определения).
9. Принцип работы транзистора Т в схеме эксперимента.
10. Объяснить принцип работы экспериментальной схемы.
11. Как измеряется анодный ток ?
12. Как измеряется анодное напряжение ?
13. Методика расчета ошибки вычисления удельного заряда.
14. На каком участке вольт-амперной характеристики можно использовать формулу Богуславского–Ленгмюра? Почему?
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Закон степени 3/2
Для диода, работающего в режиме объемного заряда, анодный ток и анодное напряжение связаны нелинейной зависимостью, которая выражается законом трех вторых.
Рассмотрим зависимость силы тока, протекающего в вакууме между электродами, от приложенной разности потенциалов. Электроды будем считать плоскими, а ось направим нормально поверхности электродов. Потенциал катода примем за нуль, а потенциал анода обозначим(рисунок 1П1).
Допустим, что площади пластин катода и анода достаточно велики и при расчете плотности тока вблизи линии, соединяющей центры электродов, можно пренебречь изменением величин в направлениях, перпендикулярных этой линии, считая все величины зависящими только от координаты .
Уравнение Пуассона для потенциала имеет вид
, (1П1)
где – концентрация электронов.
Закон сохранения энергии для электронов, движущихся между анодом и катодом, запишется как:
, (2П1)
где – скорость движения электронов в точке с потенциалом.
Объемная плотность тока в этой точке:
. (3П1)
Все величины в правой части (3П1) являются положительными. Вычислив из уравнения (2П1) скорость , и подставив в уравнение (3П1), находим:
. (4П1)
С учетом уравнения (4П1) уравнение Пуассона преобразуется к виду:
, (5П1)
где – постоянная.
Умножая обе части уравнения (5П1) на , получаем:
. (6П1)
Учитывая, что:
;, (7П1)
уравнение (6П1) запишется в виде:
. (8П1)
Теперь можно проинтегрировать обе части полученного уравнения (8П1) по в пределах от 0 до того значения, при котором потенциал равен. Тогда:
, (9П1)
где учтено, что .
Выше было показано, что напряженность поля на катоде равняется нулю, а, следовательно, и . Поэтому получаем:
(10П1)
или
. (11П1)
Интегрируя обе части уравнения (11П1) в пределах от , до, получаем:
. (12П1)
Возводя обе части в квадрат и учитывая, что: , получаем:
(13П1)
или
, (14П1)
где .
Учитывая, что плотность тока есть:
, (15П1)
где – действующая площадь анода, получим зависимость силы тока, протекающего в вакууме между электродами, от приложенной разности потенциалов:
. (16П1)
Расчет аналогичной задачи для коаксиальных цилиндрических электродов, для концентрических сферических электродов приводит к такому же виду зависимости объемной плотности тока от разности потенциалов в степени три вторых. В случае коаксиальных сферических электродов выражение, называемое «законом 3/2» или уравнением Богуславского–Ленгмюра имеет вид:
. (17П1)
где – радиус анода,– длина катода,– коэффициент, зависящий от отношения радиусов анода и катода.
Теоретическое рассмотрение вопроса о зависимости анодного тока от величины анодного напряжения в вакуумном диоде было проведено при следующих допущениях:
1) начальные скорости электронов, эмитируемых катодом, настолько малы, что можно считать их равными нулю;
2) анодный ток далек от насыщения;
3) объемный заряд создает такое распределение потенциала, что непосредственно у поверхности катода напряженность электрического поля равна нулю.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ИЗУЧЕНИЕ РЕЛЕКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В RC-ЦЕПИ
Цель работы:изучение зависимости тока и напряжения от времени в цепях, содержащих RC-элементы.
Приборы:универсальный лабораторный стенд, осциллограф, омметр, сменная плата, соединительные провода со штекерами.