Что такое сбросовая характеристика
Изучение сбросовых характеристик магнетрона и определение удельного заряда электрона
Страницы работы
Содержание работы
Министерство образования Республики Беларусь
“Гомельский государственный университет им. Ф.Скорины”
Лабораторная работа №2
«Определение удельного заряда электрона
с помощью магнетрона»
Выполнил: Руденков А.С.
Cтудент группы Ф-21
Цель работы: изучение сбросовых характеристик магнетрона и определение удельного заряда электрона.
Приборы и принадлежности:
2. Универсальный источник питания ВУП-2.
3. Потенциометр в цепи анода =1000 Ом.
4. Микроамперметр в цепи анода.
5. Миллиамперметр в цепи соленоида.
6. Вольтметр в анодной цепи.
1. Собрал электрическую цепь, включил универсальный источник питания и дал ему прогреться в течение 10 минут.
2. Установил с помощью потенциометра напряжение в анодной цепи порядка 70 В. Постепенно увеличивая с помощью реостата силу тока
в соленоиде,фиксировал соответсвующие значения анодного тока.
Построил сбросовую характеристику магнетрона.
3. Вычислил изменения анодного тока ,соответствующее одинаковым
приращением тока в соленоиде,построил график зависимости .
4. Вычислил удельный заряд электрона по формуле:
.
5. Повторил измерения согласно пунктам 2-4 при значениях анодного
, В
,
,
,
,
,
,
Обработка результатов измерений. 1. Построить графики сбросовых характеристик магнетрона Iа=f(Iс) для каждого из значений анодного напряжения 80 В и 130 В и определить по ним критические
1. Построить графики сбросовых характеристик магнетрона Iа=f(Iс) для каждого из значений анодного напряжения 80 В и 130 В и определить по ним критические значения Iс.
2. Вычислить критические значения индукции магнитного поля Bкр по формуле (7) для критических значений силы тока в соленоиде Iс. Число витков n на единицу длины соленоида принять равным (данные приведены на установке)
3. По формуле (6) для каждого значения Bкр вычислить удельный заряд электрона е/т и найти его среднее значение.
Величину принять равной Rц =(8,70 0,05)*10 -3 м.
4. Рассчитать теоретическое значение удельного заряда электрона е/т, используя значения е и т, взятые из справочника, и сравнить экспериментально полученное значение е/m (6)с теоретическим значением.
5. На основании формулы (6) вывести формулу относительной неопределенности (погрешности) для расчета удельного заряда, и по ней найти относительную и абсолютную неопределенности. При этом можно принять
.
Контрольные вопросы
1. Что такое удельный заряд? В каких единицах он измеряется?
2. Что такое магнетрон? Каковы направления векторов напряженности электрического и магнитного полей .
3. Записать выражение для силы Лоренца. Как определить ее направление?
4. Каковы траектории электронов в магнетроне при наличии и отсутствии тока в соленоиде?
5. Что такое сбросовая характеристика лампы (магнетрона)? Каков ее вид?
6. Почему в реальном случае сбросовая характеристика не является «ступенчатой»?
7. Что такое критическое значение индукции Вкрмагнитного поля? Как его определить?
8. Что такое термоэлектронная эмиссия?
Литература:[1], § 105; § 114, 115.
СОДЕРЖАНИЕ
Общие указания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Библиографический список. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Обработка результатов измерений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Работа 26. Измерение емкости конденсатора методом
баллистического гальванометра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Работа 27. Определение ЭДС источника тока методом
Работа 28. Законы Кирхгофа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Работа 29. Измерение сопротивлений при помощи моста
постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Работа 30. Определение удельного сопротивления проводника . . . . . . . . . 35
Работа 31. Исследование работы источника постоянного тока . . . . . . . . . . 43
Работа 32. Исследование полей магнитного и электрического
Работа 33. Измерение элементов земного магнетизма . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Работа 34. Определение индукции магнитного поля на оси
Работа 35. Определение индукции магнитного поля на основе
закона Ампера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Работа 36. Изучение основной кривой намагничивания
Работа 37. Определение удельного заряда электрона
методом магнетрона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
Сводный темплан 2004 г.
Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97
Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.п.005641.11.03 от 21.11.2003г.
Подписано в печать 2004. Формат 60х84 1/16.
Б. кн.-журн. П.л. 9,25. .Б.л. .4,625. РТП РИО СЗТУ.
geologia[1] / test geology / Mixed tests / 2-й сем / Методички / Лаб 8
Электричество и магнетизм Лабораторная работа № 8
Министерство образования РФ
Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
Кафедра общей и технической физики.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА»
2004 г.
Цель работы – по “сбросовым” характеристикам магнетрона найти удельный заряд электрона.
Общие сведения
В упрощенном виде магнетрон представляет собой вакуумный диод, состоящий из двух коаксиальных цилиндров, катода радиусом а и анода радиусом b, который помещен во внешнее однородное магнитное поле , направленное вдоль оси цилиндров. Между катодом и анодом приложено напряжение Uа, создающее электрическое поле ( – такие поля называются скрещенными).
Под действием электрического поля
электрон движется ускоренно и его скорость определяется величиной анодного напряжения
.
На движущийся заряд в магнитном поле действует сила Лоренца
.
Так как эта сила перпендикулярна скорости, то электрон будет двигаться по криволинейной траектории с переменным радиусом кривизны R:
.
Для упрощения задачи будем считать, что электроны движутся по круговым орбиты с радиусом
.
Из приведенного соотношения следует, что радиус круговой траектории зависит от удельного заряда электрона , анодного напряжения Ua и индукции магнитного поля В.
Рассмотрим влияние магнитного поля на величину тока диода при заданном значении Ua.
В отсутствии магнитного поля (В = 0) электроны от катода к аноду летят по прямым линиям (см. рис. 2), причем все электроны, испускаемые катодом, достигают анода. При малых значениях В кривизна траектории велика (см. кривую 2). Поэтому и в этом случае все электроны достигают анода (анодный ток остается практически постоянным). При определенном значении радиус кривизны траектории (кривая 3) в этом случае электроны движутся по замкнутым траекториям и только часть их достигает анода. При дальнейшем увеличении В (кривая 4) практически все электроны возвращаются к катоду и ток в диоде близок к нулю. Таким образом зависимость тока в диоде от В имеет характер «сбросовой» характеристики (рис. 3).
Зная критический радиус и соответствующее значение , найдем удельный заряд электрона
В работе сбросовые характеристики снимаются в зависимости от тока соленоида IС.
На построенном графике определяется величина , при которой изменение тока происходит максимально быстро. По этому значению рассчитывается критическое поле
,
здесь
Порядок выполнения работы
Для вычисления удельного заряда электрона необходимо экспериментально построить “сбросовую“ характеристику, т.е. зависимость анодного тока от тока через соленоид Ia = f ( Ic), по которой определить Вкр (критическое значение индукции магнитного поля), а затем по соответствующей формуле вычислить удельный заряд электрона.
1. Экспериментальная часть
1.1. Ознакомиться с электрической схемой, измерительными приборами, способами регулировки тока и напряжения.
1.2. Снять “сбросовую“ характеристику для трёх значений анодного напряжения : 100 В, 120 В, 140 В, соблюдая следующую последовательность действий:
– подготовить таблицу для записи результатов измерений;
– включить блок питания схемы (ключи К1 , К2 , К3 , К4);
– установить с помощью переключателя П1 по вольтметру напряжение 100 В;
– ток соленоида Ic по амперметру А2 установить с помощью системы реостатов R2;
– измерить анодный Ia ток в лампе по миллиамперметру и записать в таблицу 1, для этого затем последовательно установить значения тока соленоида: 0, 0.5 , 0.75 , 1.0 , 1.25 , 1.5 , 1.75 , 2.0 , 2.5 , 3.0 , 3.5 , 4.0 , 5.0 А. Каждый раз, устанавливая рекомендуемое значение тока соленоида, следует проверять величину анодного напряжения.
1.3. Установить анодное напряжение 120 В и повторить операции по пункту 1.2.
1.4. Установить анодное напряжение 140 В и повторить операции по пункту 1.2 .
Источники:
https://vunivere.ru/work22661
https://lektsii.org/1-70063.html
https://studfile.net/preview/2834284/
