Измерение анодного тока

Методика измерения анодного тока определяется типом измерителя. Мультиметр М-830В в режиме вольтметра имеет чувствительность от 0,1 мВ и входное сопротивление 1 МОм. Под­ключив мультиметр параллельно цепи R_A1+R_A2= 110 кОм, как показано на рис.6, получаем амперметр с разрешением от 1 нА, а подключив его параллельно R_A2=10 кОм (при этом контак­ты 4-5 нужно закоротить), получаем амперметр с разрешением 10 нА, причем показания прибора сразу дают падение напряжения U_RA на анодном сопротивлении. Такое включение целесообразно при измерении токов от 0,01 до 10 мкА. В режиме амперметра мультиметр М830В имеет чувствительность от 0,1 мкА , а входное сопротивление R' зависит от предела измерений и равно:

Рис. 5

R' = 1000 Ом на пределе 0,2 мА (разрешение 0,1 мкА);

R' = 100 Ом на пределе 2 мА (разрешение 1 мкА);

R' = 10,0 Ом на пределе 20 мА (разрешение 10 мкА);

R' = 1,00 Ом на пределе 200 мА (разрешение 100 мкА);

Поскольку R'«R_A, показания прибора, подключенного параллельно R_A, дают значение анодного тока, при этом падение напряжения в анодной цепи равно U_А = I_AR'. Такое включение целесообразно при измерении токов более 10 мкА.

Измерение температуры катода

В диапазоне температур 300-2500 К сопротивление катода линейно зависит от температуры:

R_K=(T–B),

где  и В - константы. Для вольфрама В = 114 К. Однако, нить накала изготовлена не из чистого вольфрама, а с добавками металлов (рений и др.), уменьшающих ее хрупкость, и температурный коэффициент сопротивления может быть иным. В нашем случае:

В = 50 К для лампы 1Ц11П

Измерив сопротивление R_K0 при комнатной температуре T₀ и сопротивление R_K при неизвестной температуре Т, находим

T=B+R_K

Для определения R_K измеряют напряжение U₀ на резисторе R₀ (контакты 0-1) и напряжение U_K на катоде (контакты 2-3). Сопро­тивление катода

R_K=R₀U_K/U₀.

Внимание! температура катода устанавливается за 1-2 минуты! определение работы выхода электронов

Анодный ток насыщения равен току, создаваемому катодом, и описывается формулой Ричардсона-Дэшмана:

где k - постоянная Больцмана, e – работа выхода электрона из металла. Логарифмируя получаем:

ln (I_нас/T²) = ln C – (1/T)e/k.

Таким образом, зависимость ln(Iнас/T²) от (1/T) носит линей­ный характер (график - прямая линия), а угловой коэффициент этой прямой равен отношению работы выхода e к постоянной Больцмана.

Эксперимент Предварительные измерения

Сопротивление катода R₀ при комнатной температуре измеряют при токе 5-10 мА. Такой ток может создать источник анодного напряжения. Для этих измерений ИПН отключают (тумблер ИМП/ПОСТ в среднем положении), подключают катод к ИПА через резистор R_A (соединя­ют контакты 5 и 3 - см. рис. 6), устанавливают максимальное анодное напряжение в пределах 50-100 В, и сравнивают напряжения на резис­торе R₀ и на катоде. Полезно провести измерения при двух значениях тока для проверки отсутствия заметного нагрева нити накала (критерий - различие значений R_K0 не более 3%).

Результаты измерений заносят в таблицу 1.

Т₀ = R₀= R_K0=R₀U_K/U₀

Таблица 1

U0=	UK=	RK0=
U0=	UK=	RK0=