Обработка результатов
Примерный вид сбросовой
характеристики показан на рис. 6. По ней
можно видеть, что кривая состоит из пяти
характерных участков. Такое отличие от
рис.3 объясняются тем, что электроны
имеют разброс по тепловым скоростям,
так что
.
Кроме того, лампа 2Ц 2С, применяемая в работе, имеет форму не цилиндра, а колпачка. Цилиндр с донышком (рис.7). Поэтому кроме электронов “поперечных, т.е. двигающихся в поперечной плоскости магнетрона, имеются электроны продольные, т.е. двигающиеся параллельно оси или под некоторым углом к ней (рис.7а).
Движение электронов в магнетроне
Разберем явления, соответствующие разным участкам кривой (рис.6):
1. Ход участка А
при В<Вкр
объясняется тем, что электроны, вылетающие
с торца катода, сильно закручивается
полем (рис.7б), т.к. радиус кривизны
тем
меньше, чем меньше поперечная скорость.
В результате образуется пространственный
заряд, ослабляющий поле вблизи торца
катода и уменьшающий анодный ток в
направлении донышка. С ростом
В этот заряд
должен расти и уменьшать ток Ua.
2. При В <Вкр, но близкой к ней, часть “поперечных” электронов, имеющих максимальные тепловые
скорости, закручиваются настолько, что не попадает на анод (участок 3б). Это и есть начало “сброса” (рис.7в).
3. Однако при увеличении таких электронов с ростом вблизи цилиндрической части катода образуется пространственный заряд, который будет вытеснять электроны, близкие к торцу катода, в направлении донышка. В результате спад тока становится менее крутым (участок С).
4. При достаточно большом поле В>Вкр будут достигать анода лишь продольные электроны, вылетающие с торца. При этом рост поля приводит к росту пространственного заряда вблизи торца (см. пункт 1) и постепенному уменьшению тока (участок F сбросовой характеристики, рис.7д).
5. Участок D является переходным от участка С к участку F. Существенные роли в расчёте не имеют, поэтому на основании приведённых рассуждений ток на участке D и F, а также переход участка В с участка С и D обусловлены наличием «прохладных» электронов.
Поэтому пересечение
продолжений участков В
и F
(точка О
на рис.6) соответствует прекращению
попадания на анод самых “медленных”
“поперечных” электронов, т.е. таких,
тепловой скорости, которых близки к
нулю (
=О).
Именно это условие положено в основу
при выводе формулы (15). Поэтому Iс
будет соответствовать току Iскр
для точки О
(рис. 7г).
Построение графиков следует, делать очень тщательно, остро отточенными карандашами. Линии должны быть тонкими и плавными. Участки А, В, С, F следует проводить по линейке, а участки переходов - по лекалу или от руки. Все характеристики можно нанести на общий график (желательно разноцветными линиями). Рекомендуемый масштаб по оси ординат - 2 мА в 1 см, по оси абсцисс 0,1-0,2 В в-1 см.
Найдя пересечение участков В и F, опускают перпендикуляр из точки О на ось абсцисс и определяют Iскр.
Критическую индукцию магнитного поля находят по формуле:
Вкр=КIскр (16)
Величина коэффициента К указана на соленоиде. Затем по формуле (15) рассчитывают значения е/m и находят их средне - арифметическое значение. Погрешность величины 5 определяется общим методом, исходя из формулы (15), Погрешность значений Iа, Iс, Uа берутся согласно классу точности приборов. Размеры электродов и их погрешность дается ниже. Там же указаны параметры соленоида и их погрешность.
Параметры 2Ц2С: а = (0,095 0,001)см, в = (0,95 0,01)см, к= (0,014 0,001)Тл/а