LUCRĂRI DE LABORATOR № 3.8.
DEMONTAREA CARACTERISTICILOR REȚELULUI TRIDOD ȘI DEFINIREA PARAMETRILOR SĂI
Nume I.O. _____________ Grup ______ Data ______
În metal atomii disociat la ionii pozitivi în rețeaua cristalină a metalului, electroni liberi și comite mișcare termică aleatoare în zăbrele interstițial. Cu toate acestea, există o energie de legare între electronii liberi și ionii pozitivi ai rețelei cristaline. Și, prin urmare, energia de electroni trebuie să depășească pentru a fi în măsură să iasă din metal spre exterior. Adică, pentru a lăsa metalul, un electron liber trebuie să facă lucrul la depășirea energiei de legare cu metalul. Această lucrare se numește munca de ieșire A. Depinde de natura chimică a metalului și de starea suprafeței sale: poluare, umiditate etc. Pentru metalele pure, acesta oscilează în interiorul mai multor volți de electroni. Deoarece concentrația de metal de electroni liberi este mare (pentru Cu n0 = 8,5 · 28 octombrie 1 / m 3), la o anumită temperatură T a vitezelor termice și reprezentări diferite în funcție de subiect clasic distribuției vitezei maxwelliana. În consecință, aici există electroni rapizi, care au o energie cinetică mai mare decât alți electroni.
Dacă această energie este suficientă pentru a îndeplini funcția de lucru a metalului, atunci astfel de electroni rapizi pot lăsa metalul. La temperatura camerei, doar o fracțiune neglijabilă a electronilor are suficientă energie cinetică pentru a îndeplini funcția de lucru. Cu creșterea temperaturii metalului, numărul de electroni rapizi crește, procesul devine vizibil. Fenomenul emisiei de electroni de către un metal încălzit se numește emisie termionică.
Dacă electronii emise de metal sunt accelerate de un câmp electric extern, ele formează un curent termionic. Un astfel de curent poate fi obținut într-un vid în care metalul încălzit sub formă de filament este conectat la polul negativ al bateriei și se numește un catod. iar anodul-electrod sub forma unei plăci sau a unui disc este conectat la polul pozitiv al bateriei. Un astfel de dispozitiv de două electrozi, diferit de cei plasați într-un cilindru din care este pompat aerul, se numește o lampă cu două electrozi sau o diodă. Cu ajutorul acestuia, este posibil să se studieze dependența intensității curente în lampa IA de diferența de potențial (tensiune) dintre anodul și catodul UA. Această dependență nu este exprimată de legea lui Ohm, ci este mai complexă: rezistența anodică nu rămâne constantă, ci depinde de tensiunea dintre electrozii UA și temperatura de încălzire a catodului. Legea de variație a actualului IA cu o schimbare a tensiunii UA la o temperatură de încălzire a catodului constant T este exprimată prin legea Boguslavsky-Langmuir (legea "trei secunde") IA = # 945; · UA 3/2. unde # 945; - coeficient, în funcție de forma și locația electrozilor. Din punct de vedere grafic, aceasta arată:
Când tensiunea UA atinge valoarea UA = UН. timpul de saturație este atins. toți electronii emise de catod pe unitate de timp la o anumită temperatură ating complet anodul. Creșterea suplimentară a UA la creșterea IA nu mai conduce. Pentru a mări curenții de saturație, este necesară creșterea temperaturii catodului.
În lucrarea de față, fenomenul de emisie termionică este studiat folosind un tub de electroni cu trei electrozi: un anod, un catod și o rețea. O astfel de lampă este numită triodă.
Diagrama de comutare a triodului într-un circuit este dată în Fig. 2.
Principiul triodului este următorul: se încălzește catodul lămpii (electrodul la care se aplică potențialul negativ); aproape de el este alimentat filamentul. Un catod metalic încălzit emite electroni a căror energie cinetică crește odată cu creșterea temperaturii de încălzire a catodului și devine mai mare decât funcția de lucru a electronilor din metal; anodul lămpii are un potențial pozitiv relativ la catod. Termoelectronii se îndreaptă spre anod, formând așa-numitul curent anodic. Dacă potențialul rețelei (cel de-al treilea electrod) este zero, atunci valoarea curentului anodic va crește la o temperatură de încălzire a catodului constant, cu o diferență de potențial sporită între anodul și catodul UA. Conform legii lui Boguslavsky-Langmuir
În această lucrare se analizează rolul unei rețele într-un triod. Grilă este plasată între catod și anod în calea electronilor de la catod la anod și creează un câmp electric suplimentar în regiunea catodică aproape. Cu un potențial pozitiv asupra rețelei, curentul anodic crește; Grila în acest caz va facilita deplasarea electronilor către anod. Dacă se aplică un potențial negativ la rețea, unele dintre termoelectroni vor fi returnate la catod și curentul anodic va scădea. Și cu o anumită ușoară tensiune negativă pe rețea, curentul anodic poate fi complet întrerupt, în timp ce lampa se spune că este blocată. Astfel, prin schimbarea tensiunii pe rețea, este posibil să se controleze curentul anodic, schimbându-l în direcția descrescătoare sau în creștere. Prin urmare, rețeaua se numește electrod de comandă.
Câmpul electric din apropierea catodului depinde atât de potențialul anodului UA. și asupra potențialului rețelei UC. Cu toate acestea, din moment ce anodul este parțial ecranat de rețea, influența potențialului anodic fiind mai slabă decât efectul potențialului rețelei. Prin urmare, putem presupune că curentul total de anod IA este determinat de tensiunea de control rezultată
unde coeficientul D depinde de aranjamentul lămpii, dar întotdeauna D> 1, și cu cât este mai groasă grila și cu cât este mai aproape de catod.
Proprietățile triodei pot fi determinate pe deplin prin luarea în considerare a curbelor dependenței curentului anodic IA de tensiunea pe rețea. Aceste curbe se numesc caracteristicile grilajului triodului. La îndepărtarea caracteristicilor rețelei unui triod, tensiunea dintre anod și catod este constantă și se determină dependența curentului anodic IA de variația tensiunii pe rețeaua UC. Forma acestor curbe este prezentată în Fig. 3.
În cazul în care lampa este blocată la o mică tensiune negativă pe rețea, cea mai mare parte a curbei caracteristicilor rețelei se află în partea dreaptă a axei de coordonate și o astfel de caracteristică a rețelei se numește dreapta (figura 3). Dacă, în scopul de a atinge saturația pe curentul anodic IA. tensiune pozitivă suficient de mică pe rețeaua UC. și anume dacă majoritatea caracteristicilor grilei triodului se află la stânga axei de ordonare, atunci această caracteristică a grilei este numită stânga (figura 4).
Funcționarea triodului poate fi complet caracterizată prin parametrii care sunt determinați din graficele caracteristicilor rețelei triodului, luate la două valori diferite ale tensiunii anodice UA1 și UA2> UA1.
Parametrii de bază ai triodului
1. Abrupta caracteristicilor unei triode este determinată de raportul dintre variația curentului anodic și variația corespunzătoare a tensiunii rețelei la o tensiune anodică constantă
2. Sporul intern al unui triod este determinat de raportul dintre variația tensiunii anodice și modificarea corespunzătoare a curentului anodic la o tensiune constantă pe rețea
3. câștig statistic tranzistor este o relație care indică de câte ori modificarea tensiunii de anod cu o tensiune constantă de grilă trebuie să fie mai mare decât schimbările de tensiune la rețea la o tensiune constantă de anod pentru a furniza aceeași modificare a curentului anodic # 916; IA în circuitul triodic
la # 916; IA = const
Astfel, între cei trei parametri ai triodului - rezistența internă, abrupta caracteristică a rețelei și câștigul static, o astfel de conexiune
Ordinea de executare a muncii
1. Studiați instalația asamblată conform schemei (figura 2).
2. Setați tensiunea de anodă U A1 și îndepărtați dependența de tensiune de rețeaua U C.
3. Schimbați tensiunea anodică în U A2. eliminați de asemenea dependența curentului anodic de tensiunea pe rețea.
4. Construiți două grafice IA = f (UC) pentru UA1 și UA2 în aceeași rețea de coordonate. În acest caz, obținem două caracteristici de volt-ampere ale triodului.
5. Calculați parametrii de bază ai triodului.
1. Abruptitatea grilei caracteristice unui triod
Alegeți orice UA constantă. De exemplu, UA2 = 200 V. În secțiunea rectilinie a caracteristicii triodului selectat la această valoare a tensiunii anodice, selectați două puncte A și D. Determinați schimbarea tensiunii rețelei # 916; UС = UС -UС Д și modificarea corespunzătoare a curentului anodic # 916; IA = IA A-IA D. Introduceți rezultatele în formula pentru definirea lui S. Răspunsul este exprimat în A / B.
2. Rezistența internă a triodului
Selectați orice valoare constantă a UC și determinați modificarea curentă corespunzătoare (punctele A și B): IA = IA A-IAA Această schimbare a curentului corespunde variației tensiunii anodice UC = UC A -UС D. Înlocuim rezultatele în formula pentru determinarea lui R i. Răspunsul este să exprimi în Ohms.
3. Definiți câștigul static:
Aceasta poate fi reprezentată grafic după cum urmează:
Presupunem că pentru UC2 = const, tensiunea anodică se modifică cu UA de la UA1 la UA2. care determină o modificare a curentului anod la # 916; IA. Aceeași modificare în curentul anodic IA este posibil să primească, dacă la UA2 = const pentru a schimba tensiunea rețelei pe # 916; UС de la UC1 la UC2. În consecință, câștigul # 956; poate fi determinată dacă tragem un DS drept și determinăm UC2-UC1 = # 916; UC și curentul care corespunde aceleiași schimbări Schimbarea IA în tensiunea anodică # 916; UA = UA1-UA2. Înlocuindu-ne în formula, definim # 956;.
6. Verificați rezultatele prin înlocuirea rezultatelor în formule
1. Ce fenomen fizic se numește emisie termică?
2. Care este funcția de lucru, de la ce parametri depinde?
3. Care este principiul diodei?
4. Scrieți legea lui Boguslawski-Langmuir și explicați-o. Desenați caracteristica curentului de tensiune al diodei și specificați curentul de saturație.
5. Cum depinde curentul de saturație de temperatura de încălzire a diodelor?
6. Ce este un triod? Schema de includere a acestuia în circuitul electric.
7. Care sunt caracteristicile rețelei triodului?
8. Care este panta caracteristică a triodei, cu ce formula și cum se face calculul?
9. Care este factorul de câștig static al unui triod, cu ce formula și cum se face calculul?
10. Prin ce formula și cum este calculată rezistența internă a lămpii?
11. Ce rol are jocul în funcționarea triodului?
12. În ce scop se face oxidarea și torționarea catodului?
Trimiteți-le prietenilor: