Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie
1
Charakterystyka diody lampowej i pomiar prędkości wyjściowej
elektronów
E11
Przyrządy:
Dioda, 2 zasilacze, woltomierz, miliamperomierz.
Dioda jest najprostszą lampą elektroniczną. W ćwiczeniu wyznaczymy charakterystyki diody (zależność prądu anody Ia od tzw. napięcia anody Ua) dla trzech napięć żarzenia: 3,0V, 4,0V, 5,0V.
Schemat połączeń przedstawia rysunek.
Następnie obliczamy nachylenie charakterystyki S:
a a
dU
S= dI oraz S
R= 1 zwany oporem wewnętrznym diody
Kolejność wykonywanych czynności:
1. Połączyć obwód według schematu na rysunku.
2. Po uzyskaniu zezwolenia prowadzącego ćwiczenia podłączyć zasilacze do sieci. Przy ustalonych trzech wartościach napięcia żarzenia (3,0V, 4,0V, 5,0V – zasilacz napięcia żarzenia) zdjąć charakterystyki diody zmieniając napięcie anodowe od 0 do 20V co 2V, a następnie od 30V do 90V co 10V (zasilacz napięcia anodowego).
Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie
2 Wyniki notujemy w tabeli.
3. W celu wyznaczenia prędkości wyjściowej elektronów dla napięć żarzenia 4,0V, 5,0V i 6,0V obwód zasilamy z zasilacza napięcia żarzenia przykładając ujemne napięcie na anodę (zamieniamy przewody zasysające układ miejscami).
Zwiększamy napięcie anodowe od wartości minimalnej (przy której wartość prądu będzie równa 0A) i notujemy tę wartość, gdy prąd anodowy osiągnie zero (pięć pomiarów dla każdego napięcia żarzenia).
Wyniki notujemy w tabeli:
Uż Uah v
[V] [V] [m/s]
4. Obliczamy prędkości wyjściowe najszybszych elektronów ze wzoru:
Uah
m v= 2e
ładunek e = 1,6022 * 10-19 C masa e = 9,1094 * 10-31 kg
5. Rysujemy wykresy zależności Ia=f(Ua) dla trzech napięć żarzenia - we wnioskach zamieszczamy spostrzeżenie, czy charakterystyka jest podobna do charakterystyki diody z katodą tlenkową, czy wolframową.
6. Obliczamy nachylenie charakterystyki diody oraz jej opór wewnętrzny. .
7. Oceniamy niepewności Ia oraz Ua na podstawie klasy dokładności i zakresów użytych przyrządów pomiarowych.
Wymagania:
- zasada działania i zastosowanie diody [l, 7]
- zjawisko emisji elektronów oraz sposób znalezienia prędkości wyjściowej najszybszych elektronów [1, 7]
Uż Ua [V]
Ia [mA]
