Изучение работы и снятие характеристик трехэлектродной лампы: Методические указания к выполнению лабораторной работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

 ФЕДЕРАЦИИ

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра физики

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ И СНЯТИЕ  ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙ ЛАМПЫ

           Методические указания к выполнению лабораторных работ

                               по курсу “Общая физика”

_______________________________________________

Издание СибГГМА                                              Новокузнецк1996

          УДК   530 (076)

          Изучается работа триода по его анодной и сеточной характеристикам, рассмотрен метод определения параметров лампы.

          Работа предназначена для студентов всех специальностей.

          Рецензент - кафедра высшей математики Сибирской государственной горно-металлургической академии ( зав.кафедрой Белкин В.П.) .

          Печатается по решению редакционно-издательского совета академии. 

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

        Триоды в современной радиотехнике находят свое применение как выпрямители, как усилители и как генераторы незатухающих колебаний.

       Работа электронной лампы основана на явлении термоэлектронной эмиссии  - вырывании электронов с поверхности нагретого катода. С ростом температуры накала число оторвавшихся электронов с поверхности катода увеличивается.

        Если на лампе нет анодного напряжения, создающее поле между катодом и анодом, которое должно перемещать электроны к аноду, то вокруг катода  образуется отрицательный заряд. Этот объемный заряд своим полем, направленным от катода к аноду, практически запрет термоэлектронную эмиссию с поверхности катода, и через лампу ток течь не будет. Если на анод лампы подать положительное напряжение, то между катодом и анодом образуется электрическое поле, направленное от анода к катоду, под действием которого электроны будут двигаться к аноду и через лампу  пойдет анодный ток. Величина анодного тока будет тем больше, чем больше температура катода и чем выше анодное напряжение.

          Зависимость анодного тока в двухэлектродной лампе от напряжения между  катодом и анодом можно выразить формулой Богуславского или законом “трех вторых”

            ,                                                              (1)

где  е - заряд электрона ;  m - его масса ;  К - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы электродов ; V_а - напряжение на аноде .

       Анодный ток I_a   в лампе растет пропорционально анодному напряжению V_a  в степени три вторых.    

        Однако анодный ток I_a  не может возрастать до бесконечности с ростом анодного напряжения V_a . При  некотором определенном напряжении на аноде все электроны, которые при данной температуре может испускать катод, будут достигать анода и тогда дальнейшее увеличение анодного напряжения не увеличит анодный ток. Наступает насыщение анодного тока и закон “трех вторых” теряет силу.

        Количество электронов, испускаемых катодом в единицу времени, как указывалось, зависит от температуры. Поэтому ток насыщения можно увеличить, повысив температуру нити накала, а следовательно, и катода.

        Кривые, изображающие зависимость анодного тока от напряжения на аноде при определенных температурах катода и постоянном сеточном потенциале, называются анодными характеристиками лампы.

      В триодах на пути электронов, движущихся от катода к аноду, расположена металлическая сетка - третий электрод. Между сеткой и катодом К  прикладывается напряжение, которое называется сеточным (V_c). Если V_c = 0,  то  сетка не оказывает влияния на движение электронов. Если между катодом и сеткой приложена некоторая разность потенциалов, то в зависимости от знака ее сетка будет облегчать или затруднять движение электронов, изменяя этим анодный ток. Изменение сеточного потенциала оказывает большое влияние на анодный ток, чем такое же изменение потенциала на аноде, так как сетка расположена гораздо ближе к катоду, чем к аноду.

          При сравнительно небольшом положительном потенциале на сетке между нею и катодом создается сильное электрическое поле, которое ускоряет электроны, и анодный ток возрастает. В случае отрицательного потенциала на сетке поток электронов будет тормозиться, анодный ток уменьшится. Наконец, при некотором отрицательном значении потенциала сетки число электронов, пролетающих сквозь сетку к аноду, становится незначительным и поэтому анодный ток практически равен нулю. В этом случае говорят, что лампа заперта.