Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia nr 320 |
|
|
|
Temat: |
POMIAR PRACY WYJŚCIA TERMOELEKTRONÓW. |
|
|
Imię i nazwisko: |
Paweł Świątek , Jacek Więckiewicz |
|
|
WE |
Semestr: III |
Rok: II |
|
Zespół: 10 |
Data wykonania: 1996.11.0.4 |
Ocena: |
Podpis: |
POMIAR PRACY WYJŚCIA TERMOELEKTRONÓW
Prąd nasycenia
odpowiada całkowitemu strumieniowi elektronów emitowanych z katody, jest więc iloczynem gęstości
prądu emisyjnego i czynnej powierzchni
katody:
Po uwzględnieniu prawa Richardsona otrzymamy:
W oparciu o prawo Richardsona można wyznaczyć pracę wyjścia elektronu. Zakładając, że znamy dwie wartości prądu nasycenia termoemisji
i
oraz odpowiadające tym prądom temperatury
i
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
oraz
przy tym samym napięciu anodowym oraz temperaturach żarzenia katody równych
i
. W związku z tym należy sporządzić dwie charakterystyki prądowo-napięciowe lampy przy danych temperaturach żarzenia katody.
Jak widać z rysunku każdej temprtaturze 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
,
). Temperaturę żarzenia katody można znaleźć wykorzystując zależność oporu katody od temperatury:
gdzie
opór w temperaturze T
- opór w temperaturze
temperaturowy współczynnik oporu (dla wolframu
)
skąd
przy czym
.
Opór
z dostateczną dokładnością można wyznaczyć z prawa Ohma:
gdzie Iz - prąd żarzenia Uz - napięcie żarzenia
TABELKA
NUMER POMIARU |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
5 |
8 |
4 |
5 |
3 |
4 |
5 |
8 |
2 |
10 |
20 |
8 |
13 |
6 |
9 |
10 |
19 |
3 |
15 |
35 |
12 |
22 |
9 |
14 |
15 |
32 |
4 |
20 |
50 |
16 |
30 |
12 |
18 |
20 |
44 |
5 |
25 |
65 |
20 |
35 |
15 |
20 |
25 |
55 |
6 |
30 |
79 |
24 |
37 |
18 |
21 |
30 |
61 |
7 |
35 |
92 |
28 |
38 |
21 |
21 |
35 |
63 |
8 |
40 |
99 |
32 |
38 |
24 |
22 |
40 |
64 |
9 |
45 |
101 |
36 |
39 |
27 |
22 |
45 |
64 |
10 |
50 |
103 |
40 |
39 |
30 |
23 |
50 |
65 |
NUMER POMIARU |
|
|
|
|
|
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 |
NUMER POMIARU |
|
|
|
3,972 |
2,56 |
|
3,920 |
1,789 |
|
2,706 |
2,91 |
|
3,863 |
3,69 |
|
6,700 |
14,88 |
|
13,078 |
3,186 |
|
6,84 |
5,80 |
a) Wartość prądu nasycenia
odczytane zostały dla wartości napięcia anodowego
;
b) Obliczeni rezystancji katody w twmperaturze T dla kolejnych prądów żarzenia zostały obliczone ze wzoru
1.
2.
3.
4.
Ze wzoru
gdzie
, obliczamy kolejno temperaturę katody.
1.
2.
3.
4.
Obliczenia pracy wyjścia termoelektronu
dla każdej
pary prądu nasycenia kolejno obliczamy
Analiza błędów
b)
błędy temperatury katody
Jedynie
jest obarczone błędem
1.
2.
3.
4.
c) Błąd pracy wyjścia