320


Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia nr 320

Temat:

POMIAR PRACY WYJŚCIA TERMOELEKTRONÓW.

Imię i nazwisko:

Sebastian Pawlukiewicz

WBiA

Semestr: II

Rok: I

Zespół: 9

Data wykonania:

1998-04-30

Ocena:

Podpis:

POMIAR PRACY WYJŚCIA TERMOELEKTRONÓW

Prąd nasycenia In odpowiada całkowitemu strumieniowi elektronów emitowanych z katody, jest więc iloczynem gęstości jn prądu emisyjnego i czynnej powierzchni 0x01 graphic
katody:

In = jn S

Przy pewnym określonym napięciu anodowym wysokość bariery potencjału staje się równa zeru; odpowiada to napięciu, przy którym wszystkie wyemitowane przez katodę elektrony dotrą do anody. Otrzymamy wtedy prąd nasycenia. Gęstość prądu nasycenia zależy od temperatury katody i wyraża się wzorem Richardsona:

gdzie:

B - stała

T - temperatura katody w kelwinach

A - praca wyjścia elektronu z katody

k- stała Boltzmana

Po uwzględnieniu prawa Richardsona otrzymamy:

W oparciu o prawo Richardsona można wyznaczyć pracę wyjścia elektronu. Zakładając, że znamy dwie wartości prądu nasycenia termoemisji I1 i I2 oraz odpowiadające tym prądom temperatury T1 i T2 możemy napisać:

skąd

Do pomiaru pracy wyjścia wykorzystuje się diodę lampową z katodą wolframową ponieważ charakterystyka prądowo-napięciowa tej lampy wykazuje wyraźne nasycenie prądu anodowego. Aby z wyrażenia wyznaczyć pracę wyjścia elektronu należy znać dwie wartości natężenia prądu nasycenia I1 oraz I2 przy tym samym napięciu anodowym oraz temperaturach żarzenia katody równych T1 i T2. W związku z tym należy sporządzić dwie charakterystyki prądowo-napięciowe lampy przy danych temperaturach żarzenia katody.

0x01 graphic

Jak widać z rysunku każdej temperaturze katody odpowiada inne natężenie prądu nasycenia. Im wyższa jest temperatura katody, tym większe jest natężenie prądu nasycenia. Z uzyskanych charakterystyk wyznacza się wartość prądu nasycenia odpowiadające różnym temperaturą katody, ale tej samej wartości napięcia anodowego (na rysunku wartości natężenia prądów odpowiadają odcinkom AB = I1, AC = I2). Temperaturę żarzenia katody można znaleźć wykorzystując zależność oporu katody od temperatury:

RT = R0 (1 + aΔT)

gdzie

RT - opór w temperaturze T

R0 - opór w temperaturze T0

α - temperaturowy współczynnik oporu (dla wolframu α = 0,0046 K-1)

skąd

przy czym T = T0 + ΔT.

Opór RT z dostateczną dokładnością można wyznaczyć z prawa Ohma:

gdzie Iz - prąd żarzenia

Uz - napięcie żarzenia

TABELKA

Numer pomiaru

Iz = 2,91

Uz = 1,8

[A]

[V]

Iz = 2,77

Uz = 1,64

[A]

[V]

Iz = 2,7

Uz = 1,56

[A]

[V]

Iz = 2,84

Uz = 1,72

[A]

[V]

Ua [V]

Ia [mA]

Ua [V]

Ia [mA]

Ua [V]

Ia [mA]

Ua [V]

Ia [mA]

1

5

0,6

5

0,5

5

0,43

5

0,53

2

10

1,2

10

1,0

10

0,81

10

1,09

3

15

1,9

15

1,51

15

0,95

15

1,57

4

20

2,6

20

1,65

20

0,97

20

2,3

5

25

3,4

25

1,69

25

0,98

25

2,7

6

30

4,0

30

1,7

30

0,99

30

2,8

7

35

4,4

35

1,71

35

1,01

35

2,8

8

40

4,5

40

1,71

40

1,01

40

2,9

9

45

4,6

45

1,75

45

1,02

45

2,9

10

50

4,6

50

1,79

50

1,02

50

2,91

T0 = 273,16 [K]

R0 = 0,06 [Ω]

α = 0,0046 [K-1]

Otrzymane wyniki końcowe

Numer pomiaru

In [mA]

RT [Ω]

T [K]

ΔR [Ω]

ΔT [K]

1

4,6

0,618

2294,89

0,013

47,10

2

1,79

0,592

2200,69

0,012

43,47

3

1,02

0,577

2146,34

0,012

43,47

4

2,91

0,600

2229,68

0,014

50,72

Pomiar

A [eV]

ΔA

A12

3,972

2,56

A13

3,920

1,789

A14

2,706

2,91

A23

3,863

3,69

A24

6,700

14,88

A54

13,078

3,186

A

6,84

5,80

a) Wartości prądu nasycenia In odczytane zostały dla wartości napięcia anodowego

Ua = 50 [V]

b) Obliczenia rezystancji katody w temperaturze T dla kolejnych prądów żarzenia zostały obliczone ze wzoru 0x01 graphic

1.

2.

3.
4.

Ze wzoru T = T0 + ΔT gdzie , obliczamy kolejno temperaturę katody.

1.

2.

3.

4.

Obliczenia pracy wyjścia termoelektronu

dla każdej pary prądu nasycenia kolejno obliczamy

Analiza błędów

b) ΔT - błędy temperatury katody

Jedynie RT jest obarczone błędem

1.

2.

3.

4.

c) Błąd pracy wyjścia

ΔA12 = 2,56

ΔA13 = 1,78

ΔA14 = 2,91

ΔA24 = 1,88

ΔA34 = 3,69

ΔA23 = 3,18

A = (6,84 ± 1,8) [eV]

WNIOSKI:

Powyższe doświadczenie pozwala przynajmniej w przybliżeniu oszacować wartość pracy wyjścia. Wartość liczbowa obarczona zbyt dużym błędem, aby pomiar traktować ilościowo. Pozwala natomiast na zaobserwowanie zależności pomiędzy prądem anodowym, napięciem anodowym i napięciem żarzenia.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
AMDP E 320 (2)
320
HC 320 Arkusz2 (1)
320, ZiIP Politechnika Poznańska, Fizyka II, Ćwiczenia
PRONAR 320 AMK
od str. 317-320, Negatywny wpływ telewizji na zdolności poznawcze:
320, (320)A, ˙wiczenie nr 320
Hall, Lindzey Teorie osobowości str 291 320(1)
MPLP 320;321 10.08;22.08 2011
320 321 id 35283 Nieznany
Insrukcja CTX 320 & Fanuc180i
18 Science 320 1308 2008id 1783 Nieznany
hummer 320
(320)A, ˙wiczenie nr 320
320 NASZE320
320 i 321, Uczelnia, Administracja publiczna, Jan Boć 'Administracja publiczna'
1 (320)
320 sprawozdanie
Alcatel OT S319 320

więcej podobnych podstron