| 37,9 → 37,9 |
|---|
| \begin{tabular}{|l|l|} |
| \hline |
| \multicolumn{ 2}{|c|}{\Large \bfseries FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE \huge\strut} \\ \hline |
| \textbf{Datum měření:} {15.4.2011} & \textbf{Jméno:} {Jakub Kákona} \\ \hline |
| \textbf{Pracovní skupina:} {4} & \textbf{Ročník a kroužek:} {Pa 9:30} \\ \hline |
| \textbf{Spolupracovníci:} {Jana Navrátilová} & \textbf{Hodnocení:} \\ \hline |
| \textbf{Datum měření:} {23.4.2012} & \textbf{Jméno:} {Jakub Kákona} \\ \hline |
| \textbf{Pracovní skupina:} {2} & \textbf{Hodina:} {Po 7:30} \\ \hline |
| \textbf{Spolupracovníci: Viktor Polák} {} & \textbf{Hodnocení:} \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end {center} |
| \end {table} |
| 93,125 → 93,27 |
|---|
| |
| Nejdříve jsme prozkoumali konstrukci vakuové aparatury a začali čerpat rotační vývěvou, po dosažení mezního tlaku této vývěvy, jsme Byla zapnuta ještě turbomolekulární vývěva. Mezitím jsme zapojili měřící sestavu dle přiloženého schématu. Po dosažení mezního tlaku skoro $10^-4 Pa$ jsme vyzkoušeli funkčnost celé aparatury, nejdříve žhavení, tedy zvýšením žhavícího proudu a následně i tok náboje k anodám. Nakonec jsme otestovali radiační pyrometr. |
| |
| Zvyšovali jsme postupně tuto teplotu katody a vždy změřili emisní charakteristiku až do oblasti nasycení, všechny hodnoty jsou uvedeny v tabulce 1. Pro každou teplotu jsme sestavili graf. Po extrapolaci hodnot $I_0$ jsme následně jsme daty proložili přímku a vyfitovali hodnoty $A=(101 \pm 28) 10^4 Am^{-2}K^{-2}$ a $\varphi _{v}=(1.8\pm0.9)V$. |
| Zvyšovali jsme postupně tuto teplotu katody a vždy změřili emisní charakteristiku až do oblasti nasycení, všechny hodnoty jsou uvedeny v tabulce 1. Pro každou teplotu jsme sestavili graf. Po extrapolaci hodnot $I_0$ jsme následně jsme daty proložili přímku a vyfitovali hodnoty $A=(5,4 \pm 1,6) 10^4 Am^{-2}K^{-2}$ a $\varphi _{v}=(10,7 \pm 0,6)V$. |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Naměřené hodnoty emisního proudu v závislosti na napětí.} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|} |
| \begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|} |
| \hline |
| 2061 [K] & \\ \hline |
| U[V] & I [mA] \\ \hline |
| 100 & 1,04 \\ \hline |
| 150 & 1,12 \\ \hline |
| 200 & 1,16 \\ \hline |
| 250 & 1,18 \\ \hline |
| 300 & 1,22 \\ \hline |
| 350 & 1,24 \\ \hline |
| 400 & 1,26 \\ \hline |
| 450 & 1,30 \\ \hline |
| 500 & 1,32 \\ \hline |
| 550 & 1,35 \\ \hline |
| 600 & 1,36 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Naměřené hodnoty emisního proudu v závislosti na napětí.} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|} |
| & \multicolumn{5}{|c|}{I [mA]} \\ \hline |
| U[V] & 2276 [K] & 2486 [K] & 2153 [K] & 2071 [K] & 1975 [K] \\ \hline |
| 100 & 0,15 & 1,52 & 0,04 & 0,0140 & 0,0030 \\ |
| 200 & 0,16 & 1,58 & 0,04 & 0,0145 & 0,0035 \\ |
| 300 & 0,16 & 1,64 & 0,04 & 0,0150 & 0,0035 \\ |
| 400 & 0,17 & 1,68 & 0,04 & 0,0155 & 0,0038 \\ |
| 500 & 0,17 & 1,72 & 0,04 & 0,0160 & 0,0040 \\ |
| 555 & 0,18 & 1,72 & 0,05 & 0,0160 & \\ |
| \hline |
| 2233 [K] & \\ \hline |
| U[V] & I [mA] \\ \hline |
| 100 & 2,80 \\ \hline |
| 150 & 2,78 \\ \hline |
| 200 & 2,81 \\ \hline |
| 250 & 2,90 \\ \hline |
| 300 & 2,98 \\ \hline |
| 350 & 3,05 \\ \hline |
| 400 & 3,14 \\ \hline |
| 450 & 3,18 \\ \hline |
| 500 & 3,15 \\ \hline |
| 550 & 3,20 \\ \hline |
| 600 & 3,23 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Naměřené hodnoty emisního proudu v závislosti na napětí.} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|} |
| \hline |
| 2343 [K] & \\ \hline |
| U[V] & I [mA] \\ \hline |
| 100 & 4,23 \\ \hline |
| 150 & 4,5 \\ \hline |
| 200 & 4,68 \\ \hline |
| 250 & 4,84 \\ \hline |
| 300 & 4,95 \\ \hline |
| 350 & 5,04 \\ \hline |
| 400 & 5,07 \\ \hline |
| 450 & 5,19 \\ \hline |
| 500 & 5,26 \\ \hline |
| 550 & 5,33 \\ \hline |
| 600 & 5,47 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Naměřené hodnoty emisního proudu v závislosti na napětí.} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|} |
| \hline |
| 2449 [K] & \\ \hline |
| U[V] & I [mA] \\ \hline |
| 100 & 7,39 \\ \hline |
| 150 & 7,91 \\ \hline |
| 200 & 8,3 \\ \hline |
| 250 & 8,7 \\ \hline |
| 300 & 8,93 \\ \hline |
| 350 & 9,12 \\ \hline |
| 400 & 9,35 \\ \hline |
| 450 & 9,52 \\ \hline |
| 500 & 9,63 \\ \hline |
| 550 & 9,8 \\ \hline |
| 575 & 10,2 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Naměřené hodnoty emisního proudu v závislosti na napětí.} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|} |
| \hline |
| 1992 [K] & \\ \hline |
| U[V] & I [mA] \\ \hline |
| 100 & 0,56 \\ \hline |
| 150 & 0,59 \\ \hline |
| 200 & 0,62 \\ \hline |
| 250 & 0,64 \\ \hline |
| 300 & 0,66 \\ \hline |
| 350 & 0,67 \\ \hline |
| 400 & 0,68 \\ \hline |
| 450 & 0,68 \\ \hline |
| 500 & 0,69 \\ \hline |
| 550 & 0,7 \\ \hline |
| 600 & 0,71 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| |
| \begin{figure} |
| \begin{center} |
| \label{amplituda} |
| 228,123 → 130,16 |
|---|
| \end{center} |
| \end{figure} |
| |
| \subsection{Měření emisního proudu pro záporné anodové napětí} |
| Pro měření při záporném anodovém napětí jsme otočit polarizaci zdroje vysokého napětí a přepnuli jej na nižší rozsah 0-30V, místo miliampérmetru jsme také zapojili galvanometr. Opět jsme měnili teplotu katody a tentokrát zapisovali i žhavící proud, z charakteristiky jsme se snažili měřit exponenciální oblast. (Jiná část není v této konfiguraci měření dostupná a je zatížena silnými nelinearitami a parazitními jevy). Naměřené a vypočtené hodnoty jsou uvedeny v tabulce~2. |
| |
| \begin{figure} |
| \begin{center} |
| \label{amplituda} |
| \includegraphics [width=150mm] {zhaveni.png} |
| \caption{Závislost teploty katody na žhavícím příkonu} |
| \end{center} |
| \end{figure} |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Teploty katody v závislosti na žhavícím výkonu} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|c|c|} |
| \hline |
| Příkon [W] & Teplota katody [K] & Vypoctena [K] & Chyba \% \\ \hline |
| 19,14 & 1961 & 2334 & 19 \\ \hline |
| 20,06 & 2062 & 2514 & 22 \\ \hline |
| 21,35 & 2108 & 2880 & 37 \\ \hline |
| 24,57 & 2156 & 2456 & 14 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Náběhový proud pro teplotu 1960 K} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|} |
| \hline |
| U [V] & I [A] \\ \hline |
| 3,7 & -0,00000003 \\ \hline |
| 4 & -0,00000041 \\ \hline |
| 5 & -0,00000082 \\ \hline |
| 6 & -0,00000094 \\ \hline |
| 7 & -0,00000103 \\ \hline |
| 8 & -0,00000108 \\ \hline |
| 9 & -0,00000112 \\ \hline |
| 10 & -0,00000114 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Náběhový proud pro teplotu 2061 K} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|} |
| \hline |
| U [V] & I [A] \\ \hline |
| 3,8 & -0,00000006 \\ \hline |
| 4 & -0,00000033 \\ \hline |
| 5 & -0,00000081 \\ \hline |
| 6 & -0,00000095 \\ \hline |
| 7 & -0,00000103 \\ \hline |
| 8 & -0,00000108 \\ \hline |
| 9 & -0,00000112 \\ \hline |
| 10 & -0,00000115 \\ \hline |
| 11 & -0,00000117 \\ \hline |
| 12 & -0,0000012 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Náběhový proud pro teplotu 2108 K} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|} |
| \hline |
| U [V] & I [A] \\ \hline |
| 4 & -0,00000004 \\ \hline |
| 5 & -0,00000128 \\ \hline |
| 6 & -0,00000091 \\ \hline |
| 7 & -0,000001 \\ \hline |
| 8 & -0,00000106 \\ \hline |
| 9 & -0,00000111 \\ \hline |
| 10 & -0,00000113 \\ \hline |
| 11 & -0,00000116 \\ \hline |
| 12 & -0,00000118 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| \begin{table}[htbp] |
| \caption{Náběhový proud pro teplotu 2156 K} |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|} |
| \hline |
| U [V] & I [A] \\ \hline |
| 4,1 & -0,00000004 \\ \hline |
| 5 & -0,00000071 \\ \hline |
| 6 & -0,00000077 \\ \hline |
| 7 & -0,00000097 \\ \hline |
| 8 & -0,00000103 \\ \hline |
| 9 & -0,00000108 \\ \hline |
| 10 & -0,00000111 \\ \hline |
| 11 & -0,00000113 \\ \hline |
| 12 & -0,00000116 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \label{} |
| \end{table} |
| |
| |
| \section{Diskuse} |
| |
| \begin{itemize} |
| \item Změřili jsme závislost nasyceného proudu na teplotě. Měřený rozsah vyšel dobře do nasycené oblasti a naměřené hodnoty jsou proto téměř lineární. |
| |
| \item Naměřené hodnoty jsme pro porovnání zobrazili do jednoho grafu. Lineární extrapolací jsme určili hodnoty proudu pro nulové napětí. Hodnotami jsme následně proložili přímku a Vypočetli Richardsonovu konstantu $A=(101 \pm 28) 10^4 Am^{-2}K^{-2}$ která se příliš neliší od předpokládané hodnoty $A=(80) 10^4 Am^{-2}K^{-2}$ bohužel výstupní práce vyšla $\varphi _{v}=(1.8\pm0.9)V$ což nelze považovat za příliš reálnou hodnotu. |
| \item Naměřené hodnoty jsme pro porovnání zobrazili do jednoho grafu. Lineární extrapolací jsme určili hodnoty proudu pro nulové napětí. Hodnotami jsme následně proložili přímku a Vypočetli Richardsonovu konstantu $A=(5,4 \pm 1,6) 10^4 Am^{-2}K^{-2}$ která se ovšem řádově liší od předpokládané hodnoty $A=(80) 10^4 Am^{-2}K^{-2}$ výstupní práce pak vyšla $\varphi _{v}=(10,7 \pm 0,6)V$. |
| |
| \item Chyby při určování konstant z fitu naměřených hodnot budou pravděpodobně způsobeny nějakou systematickou chybou. |
| |
| \item Závislost náběhového proudu pro záporné anodové napětí jsme změřili a uvedli v tabulce, ale pro nedostatek času jsme nepořídili příliš mnoho přesných hodnot což se projevilo při fitování průběhů a výpočtu teplot katody ze vzorce 5. |
| \item V důsledku poruchy aparatury se nepodařilo získat hodnoty pro záporná anodová napětí. |
| |
| \item Z naměřených hodnot jsme se pokusili spočítat předpokládanou teplotu katody, kterou jsme v tabulce porovnali s teplotou změřenou Pyrometrem. |
| |
| 353,7 → 148,7 |
|---|
| |
| \section{Závěr} |
| |
| Při měření jsme si prakticky vyzkoušeli práci se sestavou vakuové techniky a zjistili komplikace při měření malých proudů v obvodu vakuové diody. Richardsonovu konstantu jsme určili fitováním grafu $A=(101 \pm 28) 10^4 Am^{-2}K^{-2}$. Výstupní práci elektronů pro wolfram jsme opět určili $\varphi _{v}=(1.8\pm0.9)V$, která se od skutečné hodnoty $\varphi _{v} \approx 4.5V$ výrazně liší. |
| Při měření jsme si prakticky vyzkoušeli práci se sestavou vakuové techniky a zjistili komplikace při měření malých proudů v obvodu vakuové diody. Richardsonovu konstantu jsme určili fitováním grafu $A=(5,4 \pm 1,6) 10^4 Am^{-2}K^{-2}$. Výstupní práci elektronů pro wolfram jsme určili $\varphi _{v}=(10,7 \pm 0,6)V$, která se od skutečné hodnoty $\varphi _{v} \approx 4.5V$ příliš výrazně neliší. |
| |
| \begin{thebibliography}{10} %REFERENCE |
| %\bibitem{3} doc. Ing. Ivan Štoll, CSc., \emph{Mechanika}, Vydavatelství ČVUT Praha, 1994 |