Ćwiczenia nr 20 efekt magnetronowy, 20

[ Pobierz całość w formacie PDF ]

WOJSKOWA  AKADEMIA  TECHNICZNA

LABORATORIUM  FIZYCZNE             

 

 

 

 

 

Grupa szkoleniowa: E5D9   Podgrupa: 1                Prowadzący: dr inż. Wiśniewski

 

 

 

 

 

 

                   

Łukasz Madej               Ocena z przygotowania              Ocena końcowa:

      Dawid Kruk                                   do ćwiczeń:.....................             ...........................

 

 

 

 

 

Sprawozdanie z Pracy Laboratoryjnej nr 20

 

 

 

Temat pracy: Wyznaczenie z pomiarów efektu magnetronowego

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Wstęp teoretyczny

Jeżeli w jednorodnym polu magnetycznym wstrzelimy prostopadle do linii sił tego pola elektron

(o ładunku = -e) z prędkością v,to na ten ładunek działa siła:

 

gdzie:

              -wektory pola elektrycznego i indukcji magnetycznej;

              q -dodatni ładunek próbny;

              -wektor prędkości ładunku;

 

W tym przypadku  =0,a q = -e, co prowadzi do związku :

 

´

 

Wynikiem działania siły na elektron będzie zakrzywienie jego toru w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku wektora .Ponieważ elektron wciąż porusza się w kierunkach prostopadłych do ,to kąt a stale wynosi p/2 i wartość bezwzględna siły Lorentza jest stała ,a więc torem elektronu jest okrąg. Zjawisko to zwie się efektem magnetronowym. Posłuży ono do wyznaczenia wartości e/m.

              Aby tego dokonać należy określić równocześnie trzy wielkości fizyczne :wielkość indukcji magnetycznej, prędkość wstrzelenia elektronu w pole oraz promień okręgu ,po którym on krąży w polu magnetycznym. Trudno jest wyznaczyć przy ustalonym polu magnetycznym krzywiznę toru elektronu ,więc w ćwiczeniu odbędzie się postępowanie odwrotne -- poszukamy pola o takiej indukcji B ,aby elektron krążył z góry wyznaczonym torze (określ. r).

Do tego służy dioda lampowa ,w której cienki drut (katoda) umieszczony jest w osi cylindrycznej anody .Elektrony wychodzące z tejże katody biegną promieniście do anody uzyskując przy tym prędkość

gdzie Ua jest napięciem przyłożonym między katodę i anodę .

 

              W diodzie lampowej o promieniach anody i katody (odpowiednio ra i rk ;ra <rk) tor elektronowy zostanie tak zakrzywiony ,aby był on styczny do powierzchni anody, czyli promień musi wynosić:

Wartość indukcji w której sytuacja ta nastąpi nazwiemy krytyczną i oznaczymy Bkr

              Dioda lampowa umieszczona jest w polu magnetycznym wytwarzanym przez cewkę z prądem .Znając natężenie w polu magnetycznym prądu I płynącego w solenoidzie można wyznaczyć indukcję magnetyczną pola w pobliżu środka cewki za pomocą wzoru :

B = b I

gdzie b oznacza empirycznie wyznaczoną stałą .

 

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie z pomiarów efektu magnetronowego.

Schemat układu pomiarowego:



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys 1. Układ w którym jest badany efekt magnetronowy

W doświadczeniu badana jest zależność prądu anodowego Ia funkcji B przy ustalonym napięciu anodowym.

 

Opis ćwiczenia:

Poszukujemy takiego pola magnetycznego B przy którym elektrony będą krążyć po z góry określonym okręgu. W doświadczeniu badana jest zależność prądu anodowego Ia Przy ustalonym napięciu anodowym.

 

Dane:

ΔI       = 5 mA....................................błąd pomiaru prądu zasilającego cewkę

ΔIa               = 5 mA.....................................błąd pomiaru prądu anodowego

ΔU      = 0,25 V...................................błąd pomiaru napięcia anodowego

 

b        = 1,35 × 10-2 T/A.....................empirycznie  wyznaczona stała dla cewki

db      =  0,02 × 10-2 T/A....................błąd wyznaczenia stałej

 

ra        = 0,8 mm.................................promień anody

dra      = 0,01 mm...............................błąd promienia anody

rk        = 0,05 mm...............................promień katody

drk      = 0,01 mm...............................błąd promienia katody

II. Opracowanie wyników pomiarów

 

Tabela pomiarowa:

Lp.

I [mA]

Ua = 6 [V]

Ua = 9 [V]

Ua = 12 [V]

 

Ia [μA]

1.

0

26,0

45,0

66,0

2.

20

27,0

45,5

66,8

3.

40

27,0

46,0

66,5

4.

60

27,0

46,0

67,0

5.

80

27,0

46,0

66,5

6.

100

26,5

46,0

66,5

7.

110

26,5

45,5

66,0

8.

120

25,5

44,5

66,0

... [ Pobierz całość w formacie PDF ]
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • katek.htw.pl