Исследование процессов развития газового разряда в ионных приборах»

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

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.

Краткое описание лабораторной установки: В лабораторной работе исследуются начальные формы самостоятельного разряда на примере цифровой индикаторной лампы и несамостоятельный дуговой разряд в тиратроне. В обоих случаях снимаются ВАХ разряда в диапазоне токов, которые являются допустимыми для указанных приборов. В тиратроне управляющая сетка соединена с катодом, то есть имеет нулевой потенциал и не влияет на процессы в разрядном промежутке анод – катод. Этим самым тиратрон превращается в обычную разрядную трубку.

Лабораторная работа состоит из основного стенда с источниками питания и измерительными приборами, а так же дополнительного блока. Принципиальная схема этого блока приведена ниже.

Она содержит две отдельные схемы для исследования самостоятельного разряда на примере индикатора (рис.1 а) и несамостоятельного на тиратроне (рис.1 б).

Рис 1.а.

Рис 1.б.

Назначение элементов схемы (рис. 1 а):

E2 – источник питания;
R2 и R3 – переменные резисторы;
R1 – дискретно переключаемый постоянный резистор;
R4 – резистор, ограничивающий максимальное значение тока;
R_Ш – шунт(расширяет пределы измерения);
pA – амперметр;
pU – вольтметр;
R_ДОБ – дополнительное сопротивление вольтметра;
V1 – цифровой индикатор. Таблицы №1.

На приведенном выше графике участок a-b соответствует несамостоятельному темному разряду (отсутствует свечение). Точка b соответствует напряжению зажигания, т.е. характеризует переход из несамостоятельного в самостоятельный разряд. Участок b-c соответствует неустойчивому переходному разряду от темного к самостоятельному тлеющему и переходит в участок c-d, соответствующий нормальному тлеющему разряду. На этом участке по мере роста тока интенсивность свечения увеличивается, а напряжение остается практически постоянным. При дальнейшем увеличении тока возникает аномальный тлеющий разряд, соответствующий участку d-e. Для этого вида разряда характерно повышение напряжения на электродах разрядной трубки и увеличении яркости свечения газа по мере роста тока. Области c-d и d-e – области самостоятельного разряда. Напряжению зажигания соответствует точка b. Нормальному тлеющему разряду соответствует отрезок с-d.

Таблицы №2.1. (при напряжении накала 6,29 В)

Участок a-b соответствует протеканию электронного тока, аналогичного току электровакуумного диода. В точке b в разрядном промежутке начинаются процессы ионизации, и возникает разряд. Затем наблюдается увеличение тока на участке c-d при почти постоянном напряжении, т.е. возникает дуговой разряд.

Таблицы №2.2. (при напряжении накала 5,07 В)

Участок a-b соответствует протеканию электронного тока, аналогичного току электровакуумного диода. В точке b в разрядном промежутке начинаются процессы ионизации, и возникает разряд. Затем наблюдается увеличение тока на участке c-d при почти постоянном напряжении, т.е. возникает дуговой разряд. Точке эмиссии катода соответствует точка e (Ie=35мкА). Потенциал ионизации аргона можно определить из точки b

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 (при двух разных напряжениях накала), а также было сделано качественное описание этих вольтамперных характеристик.