Файл: лабраб 11а опытФранка Герца.docx

Δх, клеток

Таким образом, вольтметр фактически показывает напряжение в крайней правой точке вольтамперных характеристик рис. 7.

ККак

Рис.7

Вольтамперная характеристика триода, полученная на учебной установке ФКЛ-6. Опыт Франка и Герца

Как было сказано выше, измерение амплитудного значения напряжения и амплитудного значения тока производится при помощи встроенного цифрового комбинированного «ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА» (вольтметр, микроамперметр). Таким образом, в данной установке микроамперметр, аналогично вольтметру, показывает значение тока в крайней правой точке характеристики.

Через каждый период следования пилообразных импульсов вольтамперная характеристика повторяется (Рис.7).

Как

---

Порядок выполнения работы

Перед выполнением работы рекомендуется ознакомиться с работой электронного осциллографа. Блок – схема включения лабораторного модуля совместно с осциллографом приведена на рис.8.

Рис.8. Блок- схема включения лабораторного модуля ФКЛ-6.

1. Перед включением установки в сеть проверить целостность соединительных и сетевых проводов.

2. Ознакомиться с блок-схемой включения модуля ФКЛ-6, приведенной на рис.8. Подключить выход «ВЫХОД Y - СИГНАЛ» учебной установки к входу Y осциллографа, выход «ВЫХОД X - СИНХРОНИЗАЦИЯ» к входу X внешней синхронизации электронного осциллографа.

3. Включить осциллограф и лабораторную установку в сеть напряжением ~220 В проводами евро – стандарта из комплекта.

4. Поставить кнопку «СЕТЬ» на панели осциллографа во включенное положение. При этом должна загореться сигнальная лампа на панели осциллографа.

5. Поставить переключатель «СЕТЬ» на панели модуля ФКЛ-6 в положение «ВКЛ», при этом должен загореться сигнальный светодиод «СЕТЬ» на панели модуля. Дать прогреться всем приборам в течение не менее 3 минут.

6. Удерживая нажатой в течение ~ 2 секунд кнопку «УПРАВЛЕНИЕ», войти в режим снятия вольтамперной характеристики (ВАХ) триода для данной температуры.

7. Запустить пилообразный генератор кратковременно (~0,5 секунд) нажав кнопку «ГЕНЕРАТОР ВКЛ / ВЫКЛ».

8. Плавным вращением ручки «УСТАНОВКА Uc-к / УСТАНОВКА Uзад», установить максимально возможное значение ускоряющего напряжения для того, чтобы получить вольт - амперную характеристику с максимально возможным количеством экстремумов.

9. Комбинированный цифровой измерительный прибор отградуирован таким образом, что показывает напряжение U_{с-к ампл} в крайней правой точке характеристики триода, которое совпадает с амплитудным значением пилообразного напряжения с выхода генератора, и значение анодного тока Iанода также в крайней правой точке ВАХ.

10. Установить ручки на панели осциллографа таким образом, чтобы обеспечить развертку всей вольт-амперной характеристики лампы наилучшим образом.

---

Рекомендуемые положения ручек:

• .1 либо .2 ВОЛЬТ/ДЕЛ;

• 0.5 Либо 1 mS время/дел;

• переключатель режима синхронизации (слева от входа X) в положение «ВНЕШ» (утопленное положение соответствует внешней синхронизации);

• ручка УРОВЕНЬ – крайнее левое положение против часовой стрелки;

• способ развертки «АВТО-ЖДУЩАЯ-ТВ» в положение «ЖДУЩАЯ» либо «АВТО».

11. Вращением ручек («смещение по оси X»), («смещение по оси Y») , а также ручек «ПЛАВНО» для Х и «ПЛАВНО» для Y, находящихся на передней панели осциллографа, расположить картинку так чтобы вся вольт-амперная характеристика умещалась на экране.

12. Затем, вращением ручки «смещение по оси X» и ручкой «ПЛАВНО» для оси X расположить характеристику таким образом, чтобы расстояние между пиками было равно целому числу клеток, например 2 клетки (для удобства измерения). Для стабилизации характеристики следует вращать ручку УРОВЕНЬ осциллографа.

13. Срисовать вольт-амперную характеристику с экрана осциллографа в натуральную величину на миллиметровую бумагу.

14. Определить расстояние Δх_{n n+1}, выраженное в клетках (количество клеток, естественно, может быть дробным), между 1-ым и 2-ым; 2-ым и 3-им пиками, т.е. несколькими соседними максимумами а также между соседними минимумами (обычно отчетливо наблюдается не более 3 экстремумов).

15. Далее необходимо определить коэффициент чувствительности оси Х осциллографа.

16. Вращением ручки «УСТАНОВКА Uc-к / УСТАНОВКА Uзад» установить рекомендуемое для калибровки максимально возможное амплитудное значение напряжения с выхода пилообразного генератора порядка 40 Вольт.

Так как цифровой вольтметр на ЖКД индикаторе показывает значение напряжения в крайней правой точке характеристики, то для калибровки оси X следует воспользоваться следующей формулой:

1. _Kx = U_{с-к ампл.} /Dx ,,,,,

где - установленная амплитуда напряжения с выхода генератора по показаниям измерительного прибора,- количество клеток на осиx, занимаемое характеристикой при данном значении напряжения U_{с-к ампл}.

---

Расстояние между пиками, определенное в п. 15 и выраженное в количестве клеток, перевести в значение потенциала ∆φ по формуле:

∆φ = K · Δх_{n n+1}

17. Все данные занести в таблицу 1:

K_x =……

Таблица 1

№ опыта			Значение резонансного потенциала (в вольтах),В	Среднее значение
1.	Расстояние между соседними пиками, в клетках
2.	Расстояние между соседними минимумами, в клетках

18. Вращая ручку «УСТАНОВКА Uc-к / УСТАНОВКА Uзад» и наблюдая за характеристикой на экране осциллографа, снять вольтамперную характеристику триода (опыт Франка и Герца), записывая измеренные значения анодного тока I_анода и значения ускоряющего напряжения U_{сетка-катод}.

Таблица 2.

Uсетка-катод.	Iанода

Особое внимание обратить на значение показаний цифрового вольтметра в точках максимумов и минимумов характеристики.

При вращении ручки установки амплитуды с выхода пилообразного генератора «УСТАНОВКА Uc-к / УСТАНОВКА Uзад», характеристика Франка и Герца триода, как и следовало ожидать, будет «обрезаться» справа.Так как цифровой вольтметр показывает амплитудное значение напряжения с выхода генератора (напряжение в крайней правой точке характеристики тиратрона), то, фактически, вращая ручку «УСТАНОВКА Uc-к / УСТАНОВКА Uзад», можно определить значения напряжения промежутка «сетка-катод» лампы и тока анода в каждой точке характеристики.

---

19. Определить разность напряжений соответственно между соседними максимумами и минимумами в вольтах, сравнить полученные значения со значениями резонансного потенциала ∆φ вычисленными согласно пп. 15-20 и рассчитать среднее значение <∆φ >, В.

20. Отключить генератор кратковременно (~0,5) секунды нажав кнопку «ГЕНЕРАТОР ВКЛ / ВЫКЛ».

---