Исследование вакуумного триода (Лабораторная работа № 7)

Лабораторная работа № 7

ИССЛЕДОВАНИЕ ВАКУУМНОГО ТРИОДА.

I.  Задание

Снятие характеристик и определение параметров триода.

II.  Принадлежности

Исследуемый триод на панели, миллиамперметр, вольтметр для измерения анодного напряжения, вольтметр для измерения сеточного напряжения, ЛАТР в цепи анода, выпрямитель с фильтром, ИЭПП-2, нагрузочные сопротивления, стабилизированный источник напряжения.

III.  Введение.

Электронной лампой называется электровакуумный прибор с термоэлектронным катодом и управляемым током, предназначенный для различного рода преобразований электрических величин. В конструктивном отношении электронная лампа представляет собой стеклянный или металлический баллон, откаченный до высокого вакуума (10^-7÷10^-8 мм.рт.ст.), внутри которого размещены электроды: катод, анод и сетки. По общему числу электродов лампы делятся на: двухэлектродные (диоды), содержащие катод и анод; трехэлектродные (триоды), четырехэлектродные (тетроды), пятиэлектродные (пентоды) и т.д. лампы, отличающиеся от диола наличием между катодом и анодом соответственной одной, двух, трех и т.д. сеток.

Катод в простейшем виде представляет собой тонкую металлическую (вольфрам, молибден, тантал) нить, разогреваемую доя высокой температуры электрическим током (катод прямого накала). Подогревной катод состоит из собственно катода и подогревателя (катод косвенного накала). Катодом является небольшой по диаметру цилиндр из никеля, покрытый оксидным слоем. Внутри цилиндра находится подогреватель – нить накала, выполненная в виде спирали или петли из тонкой вольфрамовой проволоки,

покрытой изолирующим материалом. Анод элек­тронной лампы является коллектором электронов, эмитируемых катодом. Он имеет обычно вид цилиндра, охватывающего катод. Аноды изготовляются из тугоплавких, обладающих хорошей теп­лопроводностью материалов (никель, молибден, тантал и др.).

Сетки в электронных лампах имеют обычно вид растянутой проволочной спирали, расположенной между катодом и анодом. Назначение сетки в триоде - управлять электронным потоком в пространстве между катодом и анодом.

Анодный ток в триоде зависит от напряжения накала (температуры катода), величины напряжения между катодом и анодом U_a(анодное напряжение) и величины напряжения между катодом и сеткой U_с(сеточное напряжение). Зависимость анодного то­ка от напряжения накала практического интереса не представ­ляет, т.к. лампы работают при постоянном, нормальном   для каждого типа, напряжении накала. Важными   характеристиками триода являются зависимость анодного тока от сеточного напряжения при постоянном анодном напряжении - сеточная харак­теристика и зависимость анодного тока от анодного напряжения при постоянном сеточном напряжении - анодная характеристика. По этим характеристикам можно определить основные параметра триода как в статическом, так и динамическом, т.е. когда в цепи анода включено нагрузочное сопротивление R_н, режимах. Такими параметрами являются крутизна сеточной характеристики S, внутреннее сопротивление триода R_i, коэффициент уси­ления µ и проницаемость лампы D.

Прежде чем приступить к измерениям необходимо ознако­миться по литературе, указанной в конце, руководствам, принци­пом действия диода и триода, их конструктивными особенностя­ми, выяснить физический смысл основных параметров лампы в статическом и динамическом режимах.

4. Ход работы

Схема для снятия характеристик лампы приведена на рис.1.

После сборки схемы при отключенном от сети стабилизиро­ванном источнике напряжения, её следует показать руководите­ле занятиями. От него же студент получает исследуемую лампу и уточняет условия эксперимента. При всех изменениях необходимо следить за тем, чтобы мощность, выделяемая на аноде не превышала более, чем в полтора раза номинальную для данной лампы мощность.

а) Снятие статических анодных характеристик триода.

Снимем экспериментально семейство статических анодных характеристик при , задавая сеточному напряжению U_cследующие частные значения: , отвечающие условию

<<,

причем

-=-

Эти частные значения задает преподаватель.

После включения стабилизированного источника в сеть (движки потенциометров R_аи R_сдолжны быть при этом в крайние положениях, при которых U_ли U_сравны нулю) вы­кипают 2-3 минуты пока прогреваются лампы прибора и исследуемый триод. При снятии каждой анодной характеристики   увеличивают анодное напряжение от того значения, при       котором для чанного сеточного напряжения мощность, рассеиваемая на аноде   Р_а, равна нулю, до такого значения   U_а, при котором Р_а = 1,5 Р_{а ном}.  Измерения от 0 до 50 В проводят через каждые 5 волт, от 50 до 100 В - через каждые 10 В, от 100 В и далее - через 20 В.                                                                     

Полученные данные представим в виде таблицы I.

 I

В эту таблицу должны бить помещены также вычисленные заранее предельные значения анодного тока I_{a пред.}, при которых для каждого данного значения анодного напряжения мощность, рассеиваемая на аноде, Р_а = 1,5Р_{а ном} . Численное значение этого тока вычисляется по формуле

.

По данным таблицы I построим статические анодные характеристики, а также кривую предельного анодного тока . По графикам определим методом характеристических треугольников, /2, стр. 66/в пяти точках анодной характеристики, снятой при сеточном напряжении , крутизну S,  внутреннее

сопротивление R_i, коэффициент усиления µ и  проницаемость Dтриода. Одна из выбранных точек должна при  этом обязательно соответствовать номинальной рабочей точке три­ода. Полученные результаты внесем в таблицу I и построим кривые, характеризующие зависимость этих параметров от анодного напряжения U_апри сеточном напряжении . Прове­рим справедливость формулы Беркгаузена для но­минальной рабочей точки триода.

б) Снятие статических сеточных характеристик триода.

Снимем экспериментально семейство статических сеточных ха­рактеристик при U_а=const, задавая анодному напряжению, значения: , а также , от­вечающие следующим условиям: