Wyznaczanie ladunku wlasciwego, Księgozbiór, Studia, Fizyka


Inżynieria Materiałowa XII

Temat ćwiczenia labolatorynjego:

Ruch ładunków w polach elektrycznym i magnetycznym.

Wyznaczanie ładunku właściwego elektronu za pomocą magnetronu.

0x01 graphic

Gliwice maj 2002

Schemat układu pomiarowego do wyznaczania e/m metodą magnetronową.

0x01 graphic

A - anoda magnetronu

K - katoda magnetronu

Z - zasilacz napięciowy

V - woltomierz

mA - miliamperomierz

A - amperomierz

ZS - zasilacz prądowy

Uż - napięcie żarzenia katody

1. Zestawienie układu pomiarowego wg. schematu przedstawionego powyżej.

2. Włączenie zasilania w obwodzie żarzenia katody.

3. Notacja zależności natężenia prądu anodowego Ia od natężenia prądu IS płynącego przez solenoid dla różnych napięć anodowych.

1. Pomiary zostały wykonane przy pomocy Multimetru V-562,dla którego niepewności uzyskanych wyników pomiarów wynikających z klas dokładności użytych mierników, Ia, IS i Ua wynoszą odpowiednio:

ΔIS = k × z /100 = 1,5 ⋅ 5 A /100 = 0,075 [A]

ΔIa = k × z /100 = 1 ⋅ 2 ⋅10- 3 A /100 = 20 ⋅ 10- 6 =2 ⋅10-5 [A]

ΔUa = k × z /100 = 1 ⋅ 20V /100 = 0,2 [V]

2. Zależność indukcji pola magnetycznego od natężenia prądu płynącego przez selenoid

B = f(IS)

IS [A]

B ×10- 3 [T]

0.10

7.0

0.25

9.0

0.50

13.8

0.75

18.3

1.00

24.0

1.25

29.0

1.50

34.0

1.75

39.0

2.00

44.0

2.25

48.5

2.50

53.5

2.75

58.0

3.00

62.2

3.25

70.2

3.50

74.0


0x08 graphic

3. Wyznaczamy współczynniki kierunkowe prostej B = aIS + b aproksymującej wyniki przedstawione na wykresie B = f(IS).

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
[T/A]

0x01 graphic

0x01 graphic
[T]

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Współczynniki prostej B = aIS + b wynoszą:

a = (19,839 ± 0,175) ×10- 3 [T/A]

b = ( 4,115 ± 0,360 ) ×10- 3 [T]

4. Wyznaczamy wartości Be indukcji pola magnetycznego odpowiadającego wartościom natężenia prądu IS, dla których wyznaczono Ia.

Obliczenia wykonujemy wykorzystując równanie prostej aproksymującej B = aIS + b gdzie:

a = (19,839 ± 0,175) ×10- 3 [T/A]

b = ( 4,115 ± 0,360 ) ×10- 3 [T]

dla Is =0,0A 0x01 graphic

dla Is =0,1A 0x01 graphic

dla Is =0,2A 0x01 graphic

dla Is =0,3A 0x01 graphic

dla Is =0,4A 0x01 graphic

dla Is =0,5A 0x01 graphic

dla Is =0,6A 0x01 graphic

dla Is =0,7A 0x01 graphic

dla Is =0,8A 0x01 graphic

dla Is =0,9A 0x01 graphic

dla Is =1,0A 0x01 graphic

dla Is =1,1A 0x01 graphic

dla Is =1,2A 0x01 graphic

dla Is =1,3A 0x01 graphic

dla Is =1,4A 0x01 graphic

dla Is =1,5A 0x01 graphic

dla Is =1,7A 0x01 graphic

dla Is =1,9A 0x01 graphic

dla Is =2,1A 0x01 graphic

dla Is =2,2A 0x01 graphic

dla Is =2,5A 0x01 graphic

dla Is =2,7A 0x01 graphic

dla Is =2,9A 0x01 graphic

dla Is =3,0A 0x01 graphic

5. Niepewności wykreślenia wartości Be.

dla Is =0,0A 0x01 graphic

dla Is =0,1A

0x01 graphic

dla Is =0,2A

0x01 graphic

dla Is =0,3A

0x01 graphic

dla Is =0,4A

0x01 graphic

dla Is =0,5A

0x01 graphic

dla Is =0,6A

0x01 graphic

dla Is =0,7A

0x01 graphic

dla Is =0,8A

0x01 graphic

dla Is =0,9A

0x01 graphic

dla Is =1,0A

0x01 graphic

dla Is =1,1A

0x01 graphic

dla Is =1,2A

0x01 graphic

dla Is =1,3A

0x01 graphic

dla Is =1,4A

0x01 graphic

dla Is = 1,5A

0x01 graphic

dla Is =1,7A

0x01 graphic
=

dla Is =1,9A

0x01 graphic

dla Is =2,1A

0x01 graphic

dla Is =2,3A

0x01 graphic

dla Is =2,5A

0x01 graphic

dla Is =2,7A

0x01 graphic

dla Is =2,9A

0x01 graphic

dla Is =3,0A

0x01 graphic

Wyniki powyższych obliczeń przedstawiliśmy w poniższej tabeli:

IS [A]

B ×10- 3 [T]

B ×10- 3 [T]

0,0

4,11

1,84

0,1

6,09

1,86

0,2

8,08

1,88

0,3

10,06

1,90

0,4

12,05

1,91

0,5

14,03

1,93

0,6

16,01

1,95

0,7

18,00

1,97

0,8

19,98

1,98

0,9

21,97

2,00

1,0

23,95

2,02

1,1

25,93

2,04

1,2

27,92

2,05

1,3

29,90

2,07

1,4

31,89

2,09

1,5

33,87

2,11

1,7

3784

2,14

1,9

41,81

2,18

2,1

45,77

2,21

2,3

49,74

2,25

2,5

53,71

2,28

2,7

57,68

2,32

2,9

61,64

2,35

3,0

63,63

2,37

6. Wykresy zależności Ia = f(Be) dla różnych napięć anodowych Ua.

Dla napięcia Ua = 9[V]

Dla napięcia Ua = 12[V]

B ×10- 3 [T]

Ia ×10- 6 [A]

B ×10- 3 [T]

Ia ×10- 6 [A]

4,11

409

4,11

570

6,09

395

6,09

553

8,08

385

8,08

523

10,06

350

10,06

495

12,05

310

12,05

445

14,03

233

14,03

372

16,02

184

16,02

292

18

140

18

210

19,98

122

19,98

178

21,97

109

21,97

160

23,95

102

23,95

144

25,93

93

25,93

133

27,92

86

27,92

117

29,9

80

29,9

113

31,89

77

31,89

109

33,87

73

33,87

103

37,84

66

37,84

94

41,81

60

41,81

85

45,77

56

45,77

75

49,74

50

49,74

68

53,71

48

53,71

68

57,68

44

57,68

63

61,55

40

61,55

60

63,63

38

63,63

59

0x08 graphic

0x01 graphic

7. Wyznaczenie wartości Bkr indukcji krytycznych pola magnetycznego, odpowiadających różnym wartościom Ua.

Ua [V]

Bkr ×10- 3 [T]

9

17

12

20

8. Wartości stosunków e/m ładunku elektronu do jego masy czyli tzw. ładunek właściwy

elektronu.

gdzie:

rk = 0,385 ×10- 3 [m] - promień katody

ra = 4,0 ×10- 3 [m] - promień anody

Bkr - wartości indukcji krytycznych, odczytane z wykresów Ia = f(Be).

Dla Ua=9[V]

0x01 graphic

Dla Ua = 12[V]

0x01 graphic

Ua [V]

Bkr ×10- 3 [T]

e/m ×1011 [C/kg]

9

17

0,159

12

20

0,152

9. Wartość średnia oraz odchylenie standardowe wielkości e/m.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Wartość średnia wynosi:

e/md = (0,1565 ± 0,0035) ⋅1011 [C/kg]

10. Błąd względny wynikający z porównania doświadczalnej wartości e/m z danymi tablicowymi.

e/md = (0,1565 ± 0,0035) ⋅1011 [C/kg] - wartość doświadczalna

e/mt = 1,76 ⋅1011 [C/kg] - wartość odczytana z tablic

0x01 graphic

Porównanie dało błąd względny Δ = 91,1%.

1. Ładunek właściwy elektronu wyznaczony doświadczalnie wynosi

e/md = (0,1565 ± 0,0035) ⋅1011 [C/kg], ładunek właściwy teoretyczny odczytany z tablic wynosi e/mt = (1,76 ⋅1011 ) [C/kg]. Porównanie tych wielkości daje błąd względny o wartości Δ = 91,1%.

2. Tak duży błąd wynika z niedokładności pomiaru wartości napięcia i prądu anodowego (Ia i Ua), jednak głównie z niedokładności przy wykreślaniu stycznych do wykresu Ia = f(Be) i odczycie indukcji krytycznej.

3. Wraz ze wzrostem napięcia anodowego Ua wartość ładunku właściwego e/m zwiększa się.

4. Analizując wykresy możemy stwierdzić, że po przekroczeniu indukcji krytycznej następuje gwałtowny spadek prądu, następnie jego wartość utrzymuje się na małym poziomie, asymptotycznie malejąc do zera.

5. Wykresy zależności Ia = f(Be) przyjmują podobne kształty dla różnych napięć anodowych.

4

Ruch ładunków w polu elektrycznym i magnetycznym. Wyznaczanie ładunku właściwego elektronu za pomocą magnetronu.

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
01 Wyznacznie szerokosci szczelin', Księgozbiór, Studia, Fizyka
04 Wyznaczanie elipsoidy bezwladnosci', Księgozbiór, Studia, Fizyka
Wyznaczanie ładunku właściwego elektronów, studia, studia, sprawozdania, Ćw 24, ćw24 zaliczone
Wyznaczanie ciepła właściwego metali..., studia, fizyka
Wyznaczanie energii maksymalnej, Księgozbiór, Studia, Fizyka
01 Wyznacznie szerokosci szczelin, Księgozbiór, Studia, Fizyka
01 Wyznacznie szerokosci szczelin'', Księgozbiór, Studia, Fizyka
WYZNACZENIE CIEPŁA WŁAŚCIWEGO METALI, studia, fizyka
Kopia wyznaczanie zdolnosci skupiajacej, Księgozbiór, Studia, Fizyka, Biofizyka
04 Wyznaczanie elipsoidy bezwladnosci, Księgozbiór, Studia, Fizyka
Wyznaczanie energii maksymalnej promieniowania beta, Księgozbiór, Studia, Fizyka
Badanie wlasciwosci piezoelektrykow, Księgozbiór, Studia, Fizyka
Ladunek wlasciwy-metoda magnetronowa, Księgozbiór, Studia, Fizyka
Wyznaczanie elipsoidy bezwl - karta pom, Księgozbiór, Studia, Fizyka
Wyznaczanie ładunku właściwego em elektronów, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, SPRAWOZDA
Wyznaczanie ładunku właściwego metodą megatronową

więcej podobnych podstron