|
|
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДАЦели работы: ознакомление с основными формами тлеющего разряда и исследование его характеристик. Основные сведения
Тлеющий разряд – это самостоятельный разряд в газе с холодным катодом. Эмиссия электронов в этом разряде возникает в результате бомбардировки катода положительными ионами. Такой механизм эмиссии относительно неэффективен, поэтому для тлеющего разряда характерны небольшая плотность тока (2…10 мА/см2) и большое катодное падение напряжения (порядка 100...300 В) для катодов из чистых металлов. Основные процессы, обеспечивающие самостоятельность тлеющего разряда, происходят в катодных частях разряда и на катоде. Положительный столб представляет собой среду, через которую протекает анодный ток. Если приближать анод к катоду, то сокращается именно эта область разряда. При определенном расстоянии между электродами, которое называется критическим, положительный столб исчезает. В катодных частях разряда преобладает направленное движение электронов и положительных ионов, тогда как положительный столб представляет собой низкотемпературную газоразрядную плазму, в которой доминирует хаотическое движение зарядов. В приборах тлеющего разряда используется, как правило, «короткий» разряд, когда расстояние между электродами порядка критического. В этом случае источником излучения является свечение, возникающее в катодном падении напряжения. Спектр излучения зависит от состава наполняющего газа. Обычно используется неон и смеси на его основе, дающие оранжево-красный цвет свечения. Вольт-амперная характеристика тлеющего разряда представлена на рис. 9.1. На этой характеристике можно выделить два характерных участка. Участок 1 с постоянным значением напряжения разряда, который наблюдается при токах, не превышающих некоторого значения. При токах выше указанного наблюдается рост напряжения на разряде при возрастании разрядного тока (участок 2). Разряд на первом участке получил название нормального тлеющего разряда. Для него справедлив закон Геля, который гласит, что разрядное напряжение и плотность катодного тока не зависят от разрядного тока. При этом площадь катода, участвующая в разряде, меньше площади его поверхности и пропорциональна разрядному току. С физической точки зрения справедливость закона Геля обусловлена тем, что при указанных условиях протекание разрядного тока требует наименьших затрат энергии. Если сила тока такова, что вся поверхность катода покрыта свечением, то с ростом тока его плотность и разрядное падение напряжения возрастают. Такой разряд называют аномальным тлеющим разрядом. Тлеющий разряд – слаботочный разряд. При токах порядка 1 A появляется тенденция к его переходу в дуговой разряд. В связи с этим приборы тлеющего разряда имеют максимальные токи в пределах до 0,1 A. В аномальном тлеющем разряде с увеличением тока возрастает яркость свечения на катоде и усиливается распыление материала катода под дейст- виием ионной бомбардировки. Слабоаномальный тлеющий разряд используется в различных индикаторах, в газоразрядных индикаторных панелях и в плазменных телевизионных экранах. Нормальный тлеющий разряд используется в параметрических стабилизаторах напряжения. Аномальный тлеющий разряд в настоящее время находит широкое применение в электронном производстве для очистки и траления деталей. На рис. 9.2 приведена упрощенная электрическая схема, включающая в себя исследуемый прибор тлеющего разряда П, балластное сопротивление R б, амперметр для измерения анодного тока I а, также вольтметры, фиксирующие входное напряжение U вх и напряжение на исследуемом приборе U а.
Переключателем (на схеме не показан) можно включать в схему стенда различные по конструкции приборы. Ток через прибор можно регулировать с помощью балластного сопротивления R б, а также изменяя с помощью потенциометра значение U вх. В лабораторной работе исследуются: экспериментальная лампа Л, имеющая плоскую конструкцию с рамочным анодом и неоновым наполнением; линейный индикатор ИН-9, имеющий катод в виде тонкой нити и цилиндрический анод с прорезями для наблюдения свечения, наполнение – смесь неона с аргоном; различные типы стабилитронов тлеющего разряда типа СГ3С, СГ4С.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с руководством к лабораторной работе и схемой экспериментальной установки. Установить движки реостатов и выключатели сопротивлений в положения, соответствующие минимальным значениям токов и напряжений на схеме. Включить питание схемы. 2. Снять вольт-амперную характеристику 3. Снять вольт-амперную характеристику 4. Снять ВАХ нескольких стабилитронов (по указанию преподавателя).
Содержание отчета
1. Цель работы. Схема лабораторной установки. 2. Вольт-амперная характеристика лампы тлеющего разряда Л. Зависимость плотности тока на катоде от разрядного тока. 3. Вольт-амперная характеристика индикатора ИН-9. Зависимость длины светящегося столба от разрядного тока. 4. Вольт-амперная характеристика стабилитрона. 5. Выводы по результатам исследований.
Лабораторная работа № 5   Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
лампы тлеющего разряда с плоским катодом Л, одновременно замеряя площадь катода, занятую разрядом. Характеристику снимать до токов, в 1.2…1.5 раза превышающих ток полного покрытия катода.