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Physik Chemie ⋅ Biologie Technik LEYBOLD DIDACTIC GMBH

11/96-Sf-

Gebrauchsanweisung 554 16Instruction Sheet

The discharge tube, open is used to investigate electrical dis-charges in gases at reduced pressure.

Literature:Physics Experiments "Electricity" (599 831, in German),

experiment 3.7.7.2.1 Safety notes

2 Description, technical data

Glass tube (70 cm x 4 cm dia.) with female ground joint ST 19/38;

with disk-shaped, drilled electrodes and 4-mm sockets for con-necting the supply voltage.

Required voltage: 3 kV to 10 kV

3 Operation

Additionally required:1 High voltage power supply, 10 kV 521 70

or no longer available 522 37

1 Measuring resistor, 100 kΩ 536 25High voltage cable 501 05

1 High-vacuum pump for an ultimate pressure ≤ 3 ⋅ 10-2

mbar, e.g.Rotary-vane vacuum pump D 1.6 B 378 75

Die Entladungsröhre dient zur Untersuchung der elektrischenEntladung in Gasen bei vermindertem Druck.

Literatur:Katalog-Versuchsbeschreibungen "Elektrizitätslehre" (599 831),

Versuch 3.7.7.2.1 Sicherheitshinweise

2 Beschreibung, technische Daten

Glasröhre (70 cm x 4 cm Ø) mit Hülsenschliff NS 19/38;

mit scheibenförmigen, durchbohrten Elektroden und 4-mm-Buchsen zum Anschluß der Versorgungsspannung.

Erforderliche Spannung: 3 kV bis 10 kV

3 Bedienung

Zusätzlich erforderlich:1 Hochspannungs-Netzgerät, 10 kV 521 70

oder nicht mehr lieferbar 522 37

1 Meßwiderstand, 100 kΩ 536 25Hochspannungskabel 501 05

1 Hochvakuumpumpe für einen Enddruck ≤ 3 ⋅ 10-2 mbar,z.B.Drehschieber-Vakuumpumpe D 1,6 B 378 75

Entladungsröhre

Discharge Tube, Open

• Betriebsvorschrift zur Vermeidung von Röntgenstrahlung

Da die Entladungsröhre (554 16) Röntgenstrahlung emit-tieren kann, unterliegt sie beim Betrieb mit einer Spannung≥ 5 kV in der Bundesrepublik Deutschland der Röntgenver-ordnung (§ 1, Abs. 1 der RöV); hier ist sie als Störstrahlerdefiniert .

• Der Betrieb des Gerätes ist genehmigungsfrei bei Ver-wendung eines strombegrenzten Hochspannungsnetzge-rätes 10 kV (521 70 oder – nicht mehr lieferbar – 522 37).Dabei ist sichergestellt, daß keine unzulässig hohe Rönt-genstrahlung austreten kann; die Ortsdosisleistung ist imAbstand von 0,1 m von der Oberfläche der Röhre wesent-lich kleiner als 1 µSv/h (§ 5, Abs. 2 RöV.).Der Betrieb mit einer Spannung über 5 kV aus anderenHochspannungsquellen (z. B. aus einem Funkeninduktor)ist in der Bundesrepublik Deutschland nicht erlaubt.

• In anderen Ländern sind gegebenenfalls entsprechendeVorschriften zu beachten.

• Röhre vorsichtig handhaben; vor mechanischer Belastungschützen.

• Röhre vor dem Evakuieren auf Schäden (z. B. Risse) über-prüfen (Implosionsgefahr beim Evakuieren einer beschä-digten Röhre)

• Rules for avoiding x-ray radiation

As the discharge tube, open (554 16) can emit x-rays, it issubject in Germany to the applicable x-ray regulation whenoperated at a voltage U ≥ 5 kV; this regulation defines sucha configuration as a noise radiator.In Germany, this device can be used without special per-mission in conjunction with a current-limited high-voltagepower supply 10 kV (521 70 or – no longer available –522 37).

• This ensures that no impermissibly high x-ray radiation canoccur; at a distance of 0.1 m from the surface of the tube,the local dose rate is significantly less than the 1 µSv/hmandated by applicable German law.In Germany, operation of this device with a voltage above5 kV from other high-voltage sources (e.g. an inductioncoil) is not permitted.

• Observe all laws and regulations applicable in your coun-try; if you are unsure, consult your local authorities.

• Handle the tube carefully, and protect it from mechanicalstresses.

• Before evacuating the tube, examine it for damage such ascracks (danger of implosion when evacuating a damagedtube)

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Technical alterations reserved

1 Abscheider AK 1,6 378 7611 Auspuff-Filter AF 1,6 378 7621 Kreuzstück 378 0101 Kleinflansch mit Kernschliff 378 0202 Übergangs-Zentrierringe 378 0401 Feinvakuum-Kugelhahn 378 7731 Dosierventil 378 7725 Spannringe 378 0503 Zentrierringe 378 0411 Hochvakuumfett P 378 7011 Blindflansch 378 060

empfehlenswert:1 Strommesser, Meßbereiche 10-3 bis 10-5 A, z.B.

Demo-Multimeter 531 9151 Vakuummeter-Meßröhre TR 201 378 5011 Vakuummeter-Anzeigegerät TM 210 378 5001 Vakuummeter-Meßkabel 378 502

Anordnung gemäß Fig. 1 aufbauen;wird ohne Druckmessung gearbeitet, Kreuzstück bei = mit ei-nem Blindflansch (378 060) verschließen;

Alle mechanischen Verbindungen der Vakuumapparatur sorg-fältig herstellen; Hülsenschliff der Röhre gleichmäßig mit einerdünnen Schicht Vakuumfett einschmieren; Röhre unverkantet

und ohne Gewaltanwendung auf den Kern-schliff drücken.Spannung über einen 100-kΩ-Widerstand (536 25) an die Röh-re legen, um Schwingungen durch Zündvorgänge zu unter-drücken.

Verwendung der Spannungsausgänge

- 5-kV/2-mA-Ausgang empfehlenswert zur Demonstrationlichtstarker Gasentladungsphänomene

- 10-kV/100-µA-Ausgang erforderl ich zur Erzeugung von Ka-nalstrahlen.

Minus-Pol mit Masse-Buchse des Hochspannungs-Netzgerä-tes verbinden (Schutzleiterverbindung).

Röhre nach Anlegen der Betriebsspannung bei geschlossenem

Dosierventil>

und geöffnetem Kugelhahn?

evakuieren.Entladungserscheinungen im verdunkelten Raum beobachten;

zweckmäßigerweise den Druck immer dann (bei arbeitenderPumpe) durch feinfühliges Betätigen des Dosierventils für eineausreichende Beobachtungszeit konstant halten, wenn eine fürdie Gasentladung charakteristische Leuchterscheinung zu se-hen ist.

Nach Beendigung des Versuchs Kugelhahn schließen und Do-sierventil zur Belüftung der Röhre öffnen; danach Pumpe ab-schalten und Kugelhahn öffnen.

1 Condensate trap AK 1.6 378 7611 Exhaust filter AF 1.6 378 7621 Cross 378 0101 Small flange with male ground joint 378 0202 Centering ring (adapter) 378 0401 Ball valve with two flanges 378 7731 Variable leak valve 378 7725 Clamping rings 378 0503 Centering rings 378 0411 High-vacuum grease P 378 7011 Blank flange 378 060

Recommended:1 Ammeter, measuring ranges 10-3 to 10-5 A, e.g.

Demo-multimeter 531 9151 Gauge tube TR 201 378 5011 Vacuum meter TM 210 378 5001 Gauge head cable 378 502

Set up the experiment as shown in Fig. 1.If the experiment is to be conducted without pressure measure-ment, seal the cross at = with a blank flange (378 060).

Carefully connect all the mechanical joints of the vacuum appa-ratus. Evenly spread a thin coating of vacuum grease on thefemale ground joint of the tube. Slide the tube straight onto the

male ground joint, without excessive force.Apply the voltage to the tube via a 100-kΩ resistor (536 25) tosuppress oscillations due to firing phenomena.

Using the voltage outputs

- 5 kV/2 mA output recommended for demonstrating highlyluminous gas-discharge phenomena.

- 10 kV/100µA output required for generating electron beamsConnect the minus pole with the ground socket of the highvoltage power supply (protective-earth connection).

After applying the operating voltage, evacuate the tube with thevariable leak valve > closed and the ball valve ? open.

Observe the discharge phenomena in a darkened room.

Hold the pressure constant by carefully operating the variableleak valve (while the pump is operating) whenever the lumino-sity characteristic of gas discharge is visible.

When the experiment is finished, close the ball valve and openthe variable leak valve to vent the tube. Then switch off thepump and open the ball valve again.

Fig. 1

Anordnung zur Demonstration von Gasentladungsvorgängen beivermindertem DruckSetup for demonstrating gas-discharge phenomena at reducedpressure