Таблицы №1

Национальный исследовательский

Томский Политехнический Университет.

Кафедра ПМЭ.

Отчет

по лабораторной работе №2:

«Исследование процессов развития газового разряда
в ионных приборах».

Выполнили студенты группы 1Д10

Васнев Николай Александрович,

Мартынов Юрий Михайлович

Проверил преподаватель

Болотина Ирина Олеговна

Томск – 2012

Данные, полученные экспериментальным путем.

Цель работы: Изучение физических процессов и явлений, связанных с возникновением и развитием самостоятельного и несамостоятельного разрядов в газе, экспериментальное определение вольтамперных характеристик и основных параметров исследуемых разрядов.

Принципиальная схема для исследования Принципиальная схема для исследования
самостоятельного разряда несамостоятельного дугового разряда

Таблицы №1.

Точки, по которым была построена данная ВАХ самостоятельного разряда, были получены экспериментальным путем. Участок (a-b) соответствует несамостоятельному темному разряду (отсутствует свечение), имеющему место при очень малых разрядных токах. На участке (b-с) разряд переходит в самостоятельный, оставаясь темным. Здесь электроны под действием ускоряющего напряжения набирают энергию, достаточную для ионизации газа. Ток в этой области достигает значений А. Участок (c-d) соответствует неустойчивому переходному разряду от темного разряда к самостоятельному тлеющему разряду (при U_з). Название тлеющий он получил потому, что при его возникновении наблюдается свечение газа, которое напоминает свечение тлеющего тела. На участке (d-e) наблюдается нормальный тлеющий разряд. На этом участке по мере роста тока интенсивность свечения увеличивается, а напряжение остается практически постоянным. При дальнейшем увеличении тока возникает аномальный тлеющий разряд (участок e-f). Для этого вида разряда характерно повышение напряжения на электродах разрядной трубки и увеличение яркости свечения газа по мере роста тока.

Таблица №2.2.

Таблица №2.1.

В одной системе координат были построены графики зависимости U_а=f(I_а) при двух разных значениях напряжения накала. Точки, по которым была построена данная ВАХ несамостоятельного дугового разряда, были получены экспериментальным путем. Из графика видно, что зависимость U_а=f(I_а) при более низком напряжении накала лежит выше относительно той же самой зависимости при более высоком напряжении накала. Это объясняется тем, что при меньшем напряжении накала в лампе (цифровой индикатор) катод испускает меньше электронов, направленных к аноду, и, следовательно, ток на аноде будет меньше. Из принципиальной схемы блока видно, что анодный ток проходит через резисторы, которые обладают некоторыми сопротивлениями. Чем меньший по своему значению анодный ток протекает через них, тем меньше будет падение напряжения на этих резисторах и, следовательно, тем выше будет напряжение на аноде. Таким образом, чем меньше напряжение накала, тем меньше анодный ток и тем большое анодное напряжение, и наоборот.

Участок аb на вышеприведенной ВАХ соответствует протеканию анодного тока при заданном анодном напряжении и при напряжение накала U_н= 6,29 В, а участок а`b` соответствует протеканию анодного тока при заданном анодном напряжении и при напряжение накала U_н= 5,07 В. На обоих участках аb и а`b` свечение отсутствует. При достижении U_з наблюдается начало свечения цифрового индикатора - это связанно с перераспределением потенциала в межэлектродном пространстве, а также с процессом ступенчатой ионизации газа. На графике началу свечения соответствуют точки b и b` (каждая для своей зависимости соответственно). На участках bс и b`с` идет рост тока при почти постоянном напряжении; возникает дуговой разряд. Дальнейший рост тока может привести к переходу несамостоятельного дугового разряда в самостоятельный дуговой. Переход от несамостоятельного к самостоятельному разряду сопровождается увеличением тока и явлением ударной ионизации – газовым усилением.

Вывод: в результате проделанной работы были изучены процессы и явления, связанные с возникновением и развитием самостоятельного и несамостоятельного разрядов в газе. Были построены графики вольтамперной характеристики самостоятельного тлеющего и несамостоятельного дугового разрядов. Для последнего разряда были построены две ВАХ при разных напряжениях накала. Было проведено качественное описание полученных графиков. Установили, что, чем меньше напряжение накала, тем меньше анодный ток и тем большое анодное напряжение, и наоборот.