Главная > Общий курс физики. Т. III. Электричество (Сивухин Д. В.)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

1. Токи, возникающие в газах под действием внешнего ионизатора, обычно очень слабы, порядка $10^{-6}-10^{-12}$ А. Предел чувствительности обычных зеркальных гальванометров порядка $10^{-12}$ А. Дальнейшее повышение чувствительности невозможно из-за броуновского движения, вызывающего такие же по порядку величины отклонения зеркальца гальванометра, какие вызываются измеряемыми токами. Поэтому для измерения таких токов в большинстве случаев пользуются электрометрами. Обычно применяются струнные или квадрантные электрометры. Ниже изложение ведется применительно к струнному электрометру, хотя все методы и схемы включения остаются неизменными и в случае квадрантного электрометра.
В струнном электрометре подвижной частью прибора служит тончайшая платиновая нить диаметром 2-10 мкм, натянутая между двумя вертикальными металлическими «ножами», имеющими форму трехгранных призм (рис. 252). Призмы укреплены на янтарных изоляторах и могут быть заряжены до некоторой разности потенциалов (около 100 В), а нить с помощью стержней $a$ и $b$, между которыми она натянута, соединяется с исследуемым источником электричества. Обычно укрепление платиновой нити на держателе $b$ осуществляется посредством колечка или дужки из кварцевой нити. При зарядке нить электрометра изгибается по направлению к заряженным ножам в ту или в другую сторону, в зависимости от знака заряда. Изгиб получается тем боль-
Рис. 252 ше, чем меньше натяжение нити. Для регулирования этого натяжения и получения желаемой чувствительности стержни $a$ и $b$, к которым прикреплена нить, можно передвигать в направлении их длины с помощью микрометрического винта. Отклонение нити измеряется при помощи микроскопа с окулярной шкалой. Для градуировки прибора на нить подаются известные потенциалы и измеряются ее отклонения.
2. Для измерения слабых токов в газах применяются два метода, описываемые ниже.

Метод натекания. Схема этого метода изображена на рис. 253. Ножи электрометра $M$ и $N$ соединены с полюсами батареи $B_{1}$, середина которой заземлена. С помощью ключа $K$ нить электрометра может либо заземляться, либо соединяться с электродом $A$ ионизационной камеры, наполненной исследуемым газом. Между электродами $A$ и $B$ камеры создается напряжение с помощью батареи $B_{2}$. Допустим, что ионизация в камере создается рентгеновскими лучами от рентгеновской трубки. Сначала ключ $K$ должен
Рис. 253
Рис. 254

быть замкнут. Тогда нить электрометра, находясь при нулевом потенциале, останется неподвижной, несмотря на то что в цепи $B_{2} B A K$ циркулирует ток. Затем ключ $K$ размыкают, отключая тем самым электрод $A$ и нить электрометра от земли. Теперь ионы будут заряжать пластину $A$, и отклонение нити начнет увеличиваться. Пусть $V$ – потенциал нити, который она приобретет за время $t$ с момента размыкания ключа $K$. Тогда количество электричества, натекшего в систему за это время, будет $Q=C V$, где $C-$ емкость конденсатора $A B$, нити и подводящих проводов. Средний ток за время $t$ определится выражением
\[
I=\frac{Q}{t}=\frac{C V}{t} .
\]

Допустим, например, что $C=25$ см и электрометр зарядился до $0,1 \mathrm{~B}=$ $=1 / 3000$ СГСЭ-ед. за 25 с. Тогда $I=1 / 3000$ СГСЭ-ед. $\approx 10^{-13}$ А. Основной недостаток рассматриваемого метода состоит в том, что он дает лишь среднюю силу тока за время наблюдения $t$.

Метод постоянного отклонения (рис. 254). Этот метод применяется, когда ионизационный ток не слишком мал. От предыдущего метода он отличается тем, что между проводом, соединяющим электрод $A$ с нитью, и землей включено высокоомное известное сопротивление $R$. Через это сопротивление во все время ионизации течет ток I. Вследствие этого на сопротивлении $R$ существует падение напряжения $V=I R$. Если с помощью ключа $K$ нить отключить от земли, то электрометр покажет напряжение $V$. После этого ионизационный ток найдется по формуле $I=V / R$. Преимущество описанного метода состоит в том, что благодаря практической безынерционности нити он позволяет определить не только среднее, но и мгновенное значение тока $I$. Недостаток же заключается в трудности точного измерения высокоомного сопротивления $R$.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru