ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙ ЛАМПЫ

Цель работы: ознакомление с принципом работы трехэлектродной лампы и методом определения основных параметров.

Приборы и принадлежности: трехэлектродная лампа, источник постоянного анодного напряжения до 250-300 В (выпрямитель), источник сеточного напряжения до 12 В, источник тока накала с переменным напряжением 6,3 В, вольтметр на 150 В, вольтметр на 15 В, миллиамперметр до 40 мА, реостат на 2000 Ом, реостат на 50 Ом, переключатель.

Методика и техника эксперимента

Для экспериментального изучения работы трехэлектродной лампы используется электрическая цепь, схема которой изображена на рисунке.

В сеточной части цепи установлен переключатель, позволяющий изменять сеточное напряжение с прямого (сетка соединена с положительным полюсом батареи E₁) на обратное (сетка соединена с отрицательным полюсом батареи E₁). Величину сеточного напряжения можно регулировать с помощью потенциометра R₁. Требуемая величина анодного напряжения устанавливается с помощью потенциометра R₂. Величина анодного тока измеряется миллиамперметром, включенным в анодную часть цепи, а анодное и сеточное напряжения - вольтметрами V_a и V_с.

Для определения параметров триода следует построить сеточные характеристики при двух значениях анодного напряжения U_a1 и U_a2. На линейном участке графика выбрать два значения сеточного напряжения U_c1 и U_c2. На построенных кривых обозначить точки, соответствующие выбранным значениям сеточного напряжения (точки А, В и D).

На линейных участках производные можно рассчитывать как отношение конечных приращений тока и напряжений. Введем обозначения , , .

Для дифференциального или внутреннего сопротивления триода формула имеет вид:

. (3.4)

Крутизну сеточной характеристики триода можно рассчитать по формуле:

. (3.5)

Статический коэффициент усиления триода рассчитывается как

. (3.6)

Коэффициент усиления m, крутизна сеточной характеристики S и внутреннее сопротивление R_i связаны между собой соотношением, носящим название уравнением связи параметров лампы:

(3.7)

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с экспериментальной установкой. Включить выпрямитель, прогреть его в течение 5 минут.

2. Заполнить таблицу с данными об амперметре и вольтметрах, рассчитать цену деления и абсолютную погрешность каждого прибора.

3. С помощью реостата R₂ установить анодное напряжение U_a1 = 80 В.

4. С помощью переключателя К₁ подать на сетку отрицательное относительно катода напряжение.

5. Увеличивая сеточное напряжение с помощью реостата R₁, добиться такого его значения U_{c зап}, при котором прекращается анодный ток. Это значение занести в таблицу 3.3.

6. С шагом в 1В увеличивать напряжение на сетке от U_{c зап} до U_c = 0, снимая показания анодного тока и занося полученные значения в таблицу.

7. С помощью переключателя К₂ подать на сетку положительное относительно катода напряжение.

8. Увеличивая напряжение на сетке до 6 В с шагом 1 В, снять показания анодного тока и занести результаты измерений в таблицу.

9. С помощью реостата R₂ установить анодное напряжение U_a2 = 120 В.

10. Повторить измерения, выполняя пункты 4-8.

11. По данным измерений построить на миллиметровке сеточные характеристики для двух значений анодного напряжения U_a1 = 80 В и U_a2 = 120 В.

12. По построенным сеточным характеристикам с помощью формул (3.4) – (3.6) рассчитать внутреннее сопротивление R_i, крутизну S и статический коэффициент усиления m для линейного участка характеристики.

13. Проверить уравнение связи параметров лампы, используя формулу (3.7).

Т а б л и ц а 3.3

Контрольные вопросы

1. Что такое работа выхода электрона из металла?

2. Какое явление называется термоэлектронной эмиссией?

3. Расскажите об устройстве трёхэлектродной лампы.

4. Что такое анодная и сеточная характеристики триода?

5. Назовите основные параметры триода, дайте их определения.

6. Как экспериментально получить основные параметры триода?

IV. ПОСТОЯННОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ