№ 43 (1115556)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М. В. ЛомоносоваФизический факультеткафедра общей физики и физики конденсированного состоянияМетодическая разработкапо общему физическому практикумуЛаб. работа № 43ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТРИОДАРаботу поставила доц. Талалаева Е.В.Москва - 2012Подготовил методическое пособие к изданию доц.
Авксентьев Ю.И.3ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТРИОДАЦель работы: Изучение работы триода в статическом идинамическом режимах.Устройство и принцип действия триодаВнутри стеклянного баллона, из которого удален воздух (давление 10-3—10-4 ПА), находятся три электрода (рис.1). Один из электродов (нить К)выполненввидеметаллическойпроволочки,накаливаемой электрическим током от низковольтноготрансформатора накала или же от батареи.
Второйэлектрод — металлический цилиндр А — охватываетпервый. Третий электрод С — спираль, окружающаяэлектрод К. Электрод К (катод) при работе нагреваетсядо температуры сотен градусов и на него подаетсяотрицательный потенциал. На электрод А (анод) подаетсяположительный потенциал. На электрод С (сетка) взависимости от условий может подаваться потенциаллюбого знака.
В металлах достаточно много (1022 —1023эл/см3 ) практически свободных электронов, каждый изкоторых свободно перемещается по всему объемунейтрального проводника, однако как только он выходитза границу металла, унося с собой заряд "-е", в металле возникает заряд"+е". Их взаимодействие "заталкивает" электрон обратно в металл. .Еслиметалл нагреть, то при достаточно высоких температурах кинетическаяэнергия электронов позволяет им преодолеть потенциальную энергиюкулоновского притяжения и какое-то время находиться вблизи поверхностираскаленного металла. Образуется так называемое "электронное облако"(пространственный заряд), плотность которого тем больше, чем вышетемпература. Таким образом, вокруг катода при работе создаетсяпространственный заряд и, если при этом подать на электроды напряжение,то от катода к аноду пойдет электрический ток, при этом будет наблюдатьсясложная зависимость тока от приложенного напряжения.
Ток в триодезависит не только от напряжения, приложенного к аноду, но и от знака ивеличины потенциала электрода С (сетки): IA = f (UA, UC). Эту зависимостьможно записать также в дифференциальном виде:dIA = IA/ UC dUC + IA/ UAdUA(1)Таким образом, оставляя напряжение на аноде постоянным, можнов широких пределах изменять анодный ток, регулируя управляющеенапряжение за счет изменения потенциала сетки. Из формулы следует, чтопри определенном отрицательном потенциале на сетке ток через лампу идтине будет (лампа “заперта”).4Характеристики и параметры триодаХарактеристики ламп представляют в виде графиков зависимости токаанода от напряжения на сетке (сеточные характеристики) или зависимостианодного тока от напряжения на аноде (анодные характеристики) (рис. 2,3).Пользуясь характеристиками можно легко вычислить параметрылампы, определяющие ее функциональные возможности: крутизну сеточнойхарактеристики (S), внутреннее сопротивление(R) и коэффициент усиления ( ).
Крутизнасеточной характеристики лампыIAS=,(2)UCпри UA = const — величина, равная отношениюизменения анодного тока к вызвавшему егоизменениюсеточногонапряженияприпостоянном напряжении на аноде. Например,используя график IA = f(UC) (рис.4,а ) , можнонайтиUC = 2 - 1 = 1 B;IA = 6,5 - 3,2 = 3,3 mA;S =- 3,3 : 1 = 3,3 mA/BВнутреннее сопротивление триодаUARi =(3)IAпри UC = const — величина, равная отношениюизменения анодного напряжения к вызванномуим изменению анодного тока при постоянномнапряжении на сетке. Например, используяграфик IA = f(UC) при разных значениях Ua (рис.4,6), можно найтиUA =100 - 80 = 20 В ;IA = 8,6-3=5,6 mА=0,0056 A;5Ri = 20:0,0056 = 3540 Ом.Коэффициент усиленияUA,(4)UCпри IA = const — величина, равная отношению изменения анодногонапряжения к соответствующему изменению сеточного напряжения,необходимому для того, чтобы величина тока осталась постоянной.Например, используя график IA = f(UC), (Рис.4в) найдемUC = 2,4 B, UA = 20 B, ст = 8,3.Связь между параметрами:RiS = .(5)ст = -Режимы работы триодаХарактеристики и параметры триода зависят от режима работы лампы:статического (рис.
5) и динамического (рис. 6).Они отличаются наличием (в динамическом режиме) в анодной цеписопротивления нагрузки RA. В отсутствие RA (статическийрежим) анодное напряжение UA равно ЭДС источника Aи остается постоянным, несмотря на колебания анодноготока. При наличии анодной нагрузки анодноенапряжениеUA = A - IARA.(6)При этом, если в результате изменениянапряжения на сетке UC, изменится анодный ток IA, товместе с ним изменится напряжение на RA ( UR = RAIA) и, в соответствии с (6), анодное напряжениеизменится на величину ( UA = R IA). Таким образом,при работе лампы в динамическом режиме три величины UC, IA, UAсвязаны и меняются одновременно. Отметим, что увеличение UC вызываетувеличение анодного тока IA, что увеличивает IARA и, следовательно,уменьшает UA.
Поэтому по сравнению со статическими характеристикамидинамические анодно-сеточные характеристики идут более полого, причем,чем больше RA, тем более полого идет динамическая характеристика (рис. 7,8).Каждой точке динамической анодно-сеточной характеристики6соответствует свое значение анодного напряжения. Из (6) следует, чтоUAAIA =Ra Ra— полученное соотношение называется нагрузочной прямой (рис. 8).С помощью динамической анодной характеристики можноопределить анодный ток (а значит, и падение напряжения на нагрузке) ианодное напряжение при любом напряжении на сетке. Вследствие того, чтоэта характеристика строится просто и позволяет удобно находитьвеличины UA и UR , именно ее чаще всего используют для различныхпрактических расчетов с лампами (рис.
8).Динамическая крутизна сеточной характеристики лампыIASдин =(8)UCпри R = const,= const характеризует зависимость анодного тока отнапряжения на сетке в режиме с нагрузкой в анодной цепи. Связь Sдин состатической крутизной SCT:SCTSдин =.(9)1 RA / RiДинамический коэффициент усиления дин — величина, равнаяотношению усиленного переменного напряжения UR(t), создаваемого насопротивлении нагрузки, и переменного напряжения, действующего в цеписетки Например, если на сетку подать напряжение типа UC(t) = UCO sin t,то на анодной нагрузке появится напряжение UA(t) = URO sin t. В этомслучаеU RO=.(10)динU COСвязь дин со статическим коэффициентом усиления CT (4)выражается формулойдин=CT1 RA / Ri.(11)Установка: трехэлектродная лампа (триод), укрепленная намонтажной панели; стабилизированный источник постоянныхнапряжений: ±300 В, 0 — ±15 В и переменного напряжения 6,3 В;трансформатор;осциллографС1-72;многошкальныевольтметры на 15 и 300 В; амперметр; высокоомный реостат,используемый в качестве потенциометра Р; ключ Кл; переключатель Перекл;сопротивление R ; панель с клеммами, на которую подается общий минуссхемы.Для выполнения работы следует собрать схему, изображенную нарис.9.7Анализ схемы показывает, что она состоит из двух основных частей:анодной цепи, создающей разность потенциалов между анодом и катодомUA и цепи, создающей разность потенциалов между сеткой и катодом.
Нанакал лампы подается переменное напряжение 6,3 В. При сборе схемысначала собирают одну цепь, а затем — вторую. При этом источниканодного напряжения (клеммы ±300 В) подключают только в присутствиипреподавателя или лаборанта.Из рис.9 ясно, что с помощью потенциометра Р можно плавноизменять разность потенциалов между анодом и катодом UA от 0 до 300 В,перемещая движок потенциометра снизу вверх (см. Рис.9).Потенциометр для изменения разности потенциалов между катодом исеткой вмонтирован в корпус стабилизированного выпрямителя и имеет напередней панели ручку Peг.UC (0-15B). Переключатель"Перекл." имеет 6 клемм, укрепленных на подставке изэбонита. Напряжение подводится к средним клеммампереключателя, а снимается — с крайних (правых илилевых — безразлично).
Принцип работы переключателяясен из рис. 10, на котором изображен вид сверху и видснизу.Отметим, что в цепь сетки постоянно включенавторичнаяобмоткатрансформатора,котораяиспользуется для подачи переменного сигнала на сеткупри экспериментальном определении динамическогокоэффициента усиления лампы (см. упр. 4). Во всех других упражнениях этавторичная обмотка (2-4 витка) играет роль некоторого дополнительного,малого по величине, активного сопротивления, так как на первичнуюобмотку трансформатора в этих упражнениях напряжение не подается.8Упражнение 1СНЯТИЕ СТАТИЧЕСКИХ АНОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКТРИОДАДля получения зависимости IA = f (UA) при UC = const следуетизменять анодное напряжение и записывать для каждого значения UA силуанодного тока IA.Измерения1.
Передвигают движок потенциометра в то нижнее положение, при которомUA = 0.2. Ручку сеточного потенциометра "Per.UC" поворачивают против часовойстрелки до упора (при этом UC = 0).3. При разомкнутом ключе "Кл." включают в сеть стабилизированныйвыпрямитель на 220 В и выжидают 2-3 мин, пока прогреваются лампыприбора.4. Замыкают ключ "Кл." Постепенно повышают анодное напряжение UA инаблюдают по миллиамперметру за появлением тока IA.5.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
