Сума падіння напруги Ua на діоді і падіння напруги Ia × Ra на опорі R а дорівнює напрузі джерела живлення EА. Отже, якщо в координатах вольт-амперної характеристики побудувати графік залежності падіння напруги на опорі Ra від величини протікає через нього струму, як показано на рис. 6, то значення струму, для якого справедливо рівняння (1.4), визначиться як струм в точці О. Графік залежності падіння напруги на опору-тивления навантаження Ra від струму діода Іа, називаються ється навантажувальної прямої або лінією навантаження для постійного струму.
Крутизна лінії навантаження визначиться з рис. 6 як. Точка О, яка є одночасним вирішенням двох рівнянь, називається робочою точкою в статичному режимі.
1.5. Опис лабораторної установки
Лабораторна установка призначена для вивчення залежності між струмом, що протікає в ланцюзі анода вакуумного діода, і напругою, прикладеним до його електродів.
Схематично установку можна представити у вигляді трьох блоків: блок живлення, вимірювальний блок, ламповий блок (рис. 8).
Рис.8. Структурна схема лабораторної установки
Спрощена принципова електрична схема стенду, що дозволяє реалізувати цілі лабораторної роботи, представлена на рис.9. Електрична принципова схема, реалізована в лабораторному стенді, відрізняється від типової тим, що амперметр був замінений додатковим опором R а (62 Ом) з паралельно включеним вольтметром V2. Це дає можливість в ході виконання лабораторної роботи отримати статичну і робочу вольт-амперну характеристики вакуумного діода, а також дозволяє захистити вакуумної лампу від перенапруг і великих струмів. Потенціометр Rпа є частиною блоку живлення.
Мал. 9. Схема електрична принципова: а - типова; б - лабораторного стенду
В якості блоку живлення пропонується використовувати джерело постійного струму Б5-47 і універсальне джерело живлення УИП-2. Основні технічні характеристики цих приладів, які задіяні в лабораторній установці, представлені в табл. 1.
Вимірювальний блок включає в себе два вольтметра. У ролі вольтметра V1 виступає ручної перемикач стабілізованого напруги живлення Uc на лицьовій панелі приладу Б5-47.
До складу елементів лампового блоку входять вакуумний діод 6Х2П, опір R а і вихідні клеми.
Правильне включення електронної вакуумної лампи можна здійснити відповідно до цоколевкой вакуумного діода 6Х2П, представленого на рис. 10.
Мал. 10. Цокольовка вакуумного діода 6Х2П: 1, 5 - катод; 2, 7 - анод; 3, 4 - накал; 6 - розділова сітка
Вихідні клеми лампового блоку пронумеровані відповідно до цоколевкой діода 6Х2П. В електричній схемі лабораторної установки задіяна одна половина вакуумного діода - ніжки 2, 3, 4, 5.
При проведенні роботи від студента вимагається відповідальне ставлення до лабораторного обладнання та дотримання правил електробезпеки.
2. Практична частина
Завдання: 1.Построіть ВАХ вакуумного діода 6Х2П.
2. Побудувати навантажувальну пряму.
3. Розрахувати параметри діода.
Перш ніж почати практичну частину роботи, доцільно повторити теоретичний матеріал, отриманий на практичних заняттях. Студенту необхідно знати, в яких межах допустимо змінювати напругу на аноді лампи (тобто знати максимально допустима напруга на аноді).
2.1. Порядок виконання
1. Використовуючи електричну принципову схему (Див. Рис. 9 (б)), зібрати установку.
2. Зняти і графічно представити статичну і робочу ВАХ вакуумного діода 6Х2П.
3. Побудувати навантажувальну пряму.
4. Розрахувати параметри діода.
2.2. Порядок монтажу лабораторної установки
1. Встановити наявність і знаходження в вимкненому стані приладів УИП-2, Б5-47.
2. За допомогою двох провідників підвести накальную напруга від універсального джерела живлення УИП-2 до відповідних клем лампового блоку. *
3. За допомогою двох провідників підвести анодна напруга від джерела постійного струму Б5-47 до відповідних клем лампового блоку. **
4. За допомогою двох провідників підключити вольтметр V2. один провід підвести до анодної клеми лампового блоку, а інший - до клеми Ra.
* Вихідні клеми лампового блоку пронумеровані відповідно до цоколевкой діода 6Х2П.
** Полярність напруги, що підводиться повинна забезпечувати відкритий стан діода.
2.3. Порядок включення лабораторної установки
1. Отримати у викладача дозвіл на включення лабораторної установки.
2. Переконатися, що всі тумблери приладів, використовуваних в лабораторній роботі, знаходяться в положенні «викл.», А ручки грубої і плавного регулювання повернені до упору проти годинникової стрілки.
3. Увіткнути вилки шнурів харчування блоків Б5-47, УИП-2 і вольтметра до відповідних вільні електричні розетки.
4. Включити черзі тумблери харчування приладів.
2.4. Зняття ВАХ діода
Вимірювання залежності між Еа (вольтметр V1) і UR (вольтметр V2) проводиться, починаючи з Е а = 0 В, з кроком в 2 В. Запис результатів вимірювань заносяться в табл. 2. Знімаючи показання двох вольтметрів і застосувавши закони Ома і Кірхгофа, можна визначити значення сили струму, що протікає в анодному ланцюзі. За отриманими даними будуються графіки залежності анодного струму (I а) від напруги (Uа) і анодного струму (I а) від напруги (Е а = Uа + UR).
2.6. Розрахунок параметрів діода
Статична внутрішній опір діода в робочій точці ВАХ визначається відповідно до рівняння (1.1).
Динамічне внутрішній опір діода визначається відповідно до рівняння (1.2).
Визначаємо Потужність Р розсіювання на аноді діода по постійному струму визначається шляхом перемноження значення напруги і струму в робочій точці.
1. Що собою являє просторовий заряд?
2. Які обмеження струму діода?
3. Які основні електричні параметри діода ви знаєте?
4. Як будується навантажувальна пряма діода?
5. Яким чином регулюється сила струму в анодному ланцюзі електричної схеми лабораторної установки?
6. Від чого залежить сила струму в діоді?
7. Які області застосування діода?
8. У яких межах варіюються основні електричні параметри вакуумних діодів?