УГТУ-УПИ

г.Краснотурьинск

2001г.

I. Расчетная формула для определения удельного заряда электрона с пояснениями смысла величин, входящих в нее.

где U_a=5,25 В – разность потенциалов между катодом и анодом,

L – длинна соленоида,

D – диаметр соленоида,

R_a – радиус анода,

μ₀= 4* 10^-7Гн/м – магнитная постоянная,

I_c,kp – критический ток в соленоиде,

N – число витков соленоида.

II. Средства измерений и их характеристики.

Наименование средства измерения и его номер	Предел измерений или номинальное значение	Цена деления шкалы	Класс точности	Предел основной погрешности θ;осн.
Вольтметр	3В	0,05		0,025
Микроамперметр				0,5
Амперметр		0,1		0,05

Магнетрон:

А) Соленоид – диаметр D=80 мм, длинна L=120 мм, число витков N=200; Δ_D=1мм, Δ_L=1мм;

Б) Диод – радиус анодаR_a=3,36мм, Δ_R=0,01мм.

Погрешности:

А) ΔU_a= θ; осн_.=в (задается в таблице к установке);

Б) ΔI_c,кр=А (задается в таблице к установке).

III. Схема электрической цепи.

IV. Результаты измерений (в форме табл. 1).

Таблица 1

Зависимость анодного тока от тока в соленоиде

Ic, А		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Ia, мкА											12,5
1,1	1,2	1,3	1,35	1,4	1,45	1,5	1,55	1,6	1,65	1,7	1,8
	11,5	10,5	9,5				7,5			6,5
1,9		2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9
	4,5		3,5		2,5			1,5

 

V. Построение графика I_a=f(I_c).

VI. Определение критического тока I_{c, кр} в соленоиде по графику, построенному по данным табл. 2.(13

Таблица 2

|ΔIa|, мкА										0,5	0,5
ΔIc, А	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
|ΔIa|/ ΔIc, *10-6
<ΔIc>	0,05	0,15	0,25	0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
0,5			0,5			0,5	0,5		0,5	0,5
0,1	0,1	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,1	0,1
1,15	1,25	1,325	1,375	1,425	1,475	1,525	1,575	1,625	1,675	1,75	1,85
0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5		0,5	0,5
0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
1,95	2,05	2,15	2,25	2,35	2,45	2,55	2,65	2,75	2,85	2,95

 

VII. Удельный заряд электрона

6,8868772*10¹⁰Кл/кг

VIII. Оценка границ погрешностей результата измерения:

IX. Окончательный результат |e|/m=(6,8868 ±0,0007)*10¹⁰ Кл/кг

X. Выводы: В результате проделанной работы я познакомился с измерением заряда электрона методом магнетрона, получил зависимость анодного тока от тока в соленоиде. В результате получил конкретные значения, которые сравнил с теоретическими. Между ними появились расхождения, т.к. погрешность имеют все приборы (особенно большую погрешность имеет вольтметр), в проводниках имеется активное сопротивление, диаметр и длинна соленоида рассчитаны не точно и многое другое, а так же не совершенность метода. По графику прослеживается зависимость анодного тока от тока в соленоиде.