Приборы и оборудование: ИП – источник питания, ФПЭ-06 – модуль “Определение работы выхода”, PV – вольтметр (прибор Ф-214 1/2), PA – амперметр (прибор Ф-214 1/4).

 

Экспериментальная установка


Электрическая схема для проведения опыта представлена на (рис. 9.6 и 9.7). В качестве диода в работе используется радиолампа с вольфрамовым катодом прямого накала. Нагрев катода осуществляется постоянным током. Амперметр и вольтметр в цепи накала служат для определения мощности, расходуемой на нагрев катода, что необходимо для определения температуры.

Амперметр на панели источника питания служит для контроля тока накала IН, максимальное значение которого не должно превышать 2.2 А. Плавная регулировка напряжения накала осуществляется ручкой, расположенной под амперметром. Напряжение накала UН измеряется вольтметром (PV), который подключается к тем клеммам на источнике питания, где указано напряжение 2,5–4,5 В. Вольтметр на панели источника питания измеряет анодное напряжение UА, регулировка которого осуществляется ручкой на панели источника питания, расположенной непосредственно под вольтметром. Для измерения анодного тока IН используется амперметр, который подключается к модулю ФПЭ-06 к клеммам РА. Он должен работать в режиме миллиамперметра, измеряя ток до 20 mA.

Порядок выполнения работы

1. Подключить модуль ФПЭ-06 соединительным кабелем к источнику питания.

2. Установить напряжение накала UН равным 3.7 В, измерить и записать силу тока накала IH и, увеличивая анодное напряжение в интервале от 10 до 100 В через каждые 10 В, измерять значение анодного тока IА. Все результаты записать в табл. 9.1.

Таблица 9.1

UH=3.7 B, IH= А UH=3.9 B, IH= А UH=4 B, IH= А UH=4.2 B, IH= А UH=4.3 B, IH= А
UA, B IA, A UA, B IA, A UA, B IA, A UA, B IA, A UA, B IA, A
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 

 

3. Провести измерения (пункт 2) для следующих значений напряжения накала UН: 3.9; 4.0; 4.2; 4.3 В.

4. Для каждого значения тока накала построить вольтамперную характеристику и точку перегиба полученной кривой считать точкой насыщения.

5. Для всех значений напряжения накала рассчитать мощность, выделяемую на катоде, по формуле: ,а также мощность, приходящуюся на единицу площади катода: . Для данной лампы площадь поверхности катода принять Sn=3.52×10-2 см2.

6. По графику (рис. 9.8) зависимости температуры катода от расходуемой на его нагрев мощности определить температуру катода для каждого значения мощности нагрева.

7. Рассчитать плотность анодного тока насыщения по формуле , принять S=11×10-6 м2.

8. Все полученные данные занести в табл. 9.2.

 

Таблица 9.2

№ п/п IНАС, мA IH, A UH, В P/Sn, Bт/см2 Т, К 1/Т, К-1 jНАС, мA/м2
                 
                 
                 
                 
                 

9. Построить график зависимости от (1/Т), откладывая по оси абсцисс х=(1/Т), а по оси ординат – (рис.9.5).

10. Определить тангенс угла наклона α полученной прямой к оси абсцисс:

и рассчитать работу выхода по формуле (9.5): . Все данные занести в таблицу 9.3.

 

 
 

 


11. Сделать выводы.

 

Таблица 9.3

, К-1 , К , Дж , эВ
         

ВАРИАНТ 2 (старая установка)

Приборы и оборудование: ва­ку­ум­ный ди­од, циф­ро­вые при­бо­ры Щ4313 для из­ме­рения то­ков и на­пря­же­ний, по­тен­цио­мет­ры, ис­точ­ник по­сто­ян­но­го то­ка.