| SPRAWODZANIE Z WYKONANEGO ĆWICZENIA NR 320 |
|---|
| TEMAT: |
| IMIE I NAZWISKO: |
| ROK: I |
| ZESPÓŁ: 23 |
WSTĘP
Prąd nasycenia In odpowiada całkowitemu strumieniowi elektronów emitowanych z katody, jest więc iloczynem gęstości jn prądu emisyjnego i czynnej powierzchni katody:
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 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 . 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 prąd żarzenia
napięcie żarzenia
Tabelka1:
| L.p | Iż= | 2,9 | Iż= | 2,85 | Iż= | 2,8 | Iż= | 2,75 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Uż= | 1,9 | Uż= | 1,9 | Uż= | 1,8 | Uż= | 1,8 | |
| Ua[v] | Ia[mA] | Ua[v] | Ia[mA] | Ua[v] | Ia[mA] | Ua[v] | Ia[mA] | |
| 1 | 5 | 0,36 | 5 | 0,34 | 5 | 0,33 | 5 | 0,33 |
| 2 | 10 | 0,94 | 10 | 0,9 | 10 | 0,88 | 10 | 0,83 |
| 3 | 15 | 1,47 | 15 | 1,54 | 15 | 1,46 | 15 | 1,3 |
| 4 | 20 | 2,36 | 20 | 2,22 | 20 | 2,02 | 20 | 1,78 |
| 5 | 25 | 3,1 | 25 | 2,88 | 25 | 2,58 | 25 | 2,1 |
| 6 | 30 | 3,95 | 30 | 3,5 | 30 | 2,9 | 30 | 2,18 |
| 7 | 35 | 4,65 | 35 | 4 | 35 | 3 | 35 | 2,22 |
| 8 | 40 | 5,25 | 40 | 4,2 | 40 | 3,05 | 40 | 2,24 |
| 9 | 45 | 5,7 | 45 | 4,3 | 45 | 3,1 | 45 | 2,26 |
| 10 | 50 | 5,9 | 50 | 4,35 | 50 | 3,1 | 50 | 2,28 |
T0=273,15[K]
R0=0,06[Ω]
Α=0,0046[K-1]
Tabelka2:
| L.p | In[A] | RT[ohm] | ∆t[K] | T[K] |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 5,9 | 0,655172 | 2156,422 | 2429,572 |
| 2 | 4,35 | 0,666667 | 2198,068 | 2471,218 |
| 3 | 3,1 | 0,642857 | 2111,801 | 2384,951 |
| 4 | 2,28 | 0,654545 | 2154,15 | 2427,3 |
Tabelka3:
| A[eV] |
|---|
| A12 |
| A13 |
| A14 |
| A23 |
| A24 |
| A34 |
| Aśr |
| u(Aśr) |
Ze wzoru gdzie , obliczamy kolejno temperaturę katody.
Obliczenia pracy wyjścia termoelektronu: dla k=8,6167*10-5eV*K-1
WYKRES