Влияние длины полого катода на вольт-амперную характеристику газового разряда
Петренко Алексей Васильевич
Новосибирский государственный университет

Научный руководитель: Золкин Александр Степанович, к. ф.-м. н.

Экспериментально исследовалось влияние длины цилиндрического полого катода на вольт-амперную характеристику тлеющего газового разряда в аргоне (давление ~10- 2 Торр). Схема экспериментальной установки представлена на рис. 1. Полый катод состоит из цилиндра, изготовленного из стальной нержавеющей сетки. Внутри катода находится свободно перемещающийся изолированный от стенок латунный электрод (коллектор), служащий для изменения длины полости. Расстояние от катода до анода не менялось. Диаметр катода 34 мм, диапазон изменения длины полости L: 0-15,5 см. Данная установка позволяет одновременно измерять ток на боковую поверхность катода (сетка) и на перемещающийся торец (коллектор).

На рис. 2 приведены вольт-амперные характеристики для сетки. Установлено, что максимум тока на подвижный торец катода наблюдается при длине полости L приблизительно в два раза большей диаметра катода. Также приводится теоретический расчет вольт-амперной характеристики и его сравнение с теорией. Полный вариант работы находится в интернете по адресу: http://cctelcom.nsu.ru/~petrenko/works/3sem

Рис.1. Схема установки. 1-магнит, 2-термопарный вакуумметр, 3-коллектор, 4-стеклянная трубка, 5-сетка, 6-натекатель, 7-анод, 8-камера с рабочим газом, 9-изолятор, 10-дюраллюминиевый блок. R1, R2 - 68 Ом, R3 -100 МОм, R4 - 15 кОм.

По итогам работы можно сделать следующие выводы.

  1. Установлено, что максимум тока на подвижный торец катода наблюдается при длине полости L приблизительно в два раза большей диаметра катода.

  2. Для максимальной длины катода экспериментальная вольт-амперная характеристика согласуется с теорией при коэффициенте вторичной ионно-электронной эмиссии материала катода в два раза меньшем справочного значения.
(c) АСФ России, 2001