Влияние температуры и магнитного поля на электрическую проводимость и аккумуляцию энергии в кондукто...
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Построены зависимости:
- I0(U*) при Um = const (рис. IV.1.5)
- I0(Um) при U* = const (рис. IV.1.6)
- U0(U*) при Um = const (рис. IV.1.7)
- U0(Um) при U* = const (рис. IV.1 8)
Данные занесены в таблицу 1.
- По ВАХ была вычислена удельная электропроводность МЖ:
; , и построена зависимость при Um = const (рис. IV.1.9) и при U* = const (рис. IV.1.10)
Были сделаны следующие выводы:
- Конечная часть ВАХ указывает на нарушение закона Ома.
- Большая полуось эллипса зависит от U*. Чем больше U*, тем меньше большая полуось. Чем больше U* , тем больше I0.
- I0 увеличивается с ростом Um.
- Чем больше U* , тем больше напряжение деполяризации U0 и I0.
- С ростом Um увеличивается U0, т.е. поляризационные эффекты возрастают с ростом Um.
- ВАХ имеет линейный участок (для ); значение от U* не зависит.
- Площадь S, ограниченная кривой ВАХ, характеризует потери на переориентацию дрейфа; эта площадь зависит от U* : чем больше темп, тем больше S.
Таблица 1.
Зависимость ВАХ от величины напряжения подаваемого на ячейку (Um)
Период вращения: 45 с. 18 с.2,5 с.Um, В2681026810268Rx140 кОм140 кОм1 МОм1 МОмU*0,17
0,530,710,880,41,31,72,23,29,612,8Iоб
10-7 А4,192,335,815,589,5317,9116,2815,589,5318,416,98I0, В1,17
4,814,814,585,4710,6612,285,085,4712,420,9U0, В0,0750,1
0,10,10,210,40,41,050,210,430,4,
10-105,936,256,255,943,393,463,93,623,393,73,62
2. Влияние температуры на ВАХ МЖ.
МЖ в КЯ нагревалась до следующих температур : 294К, 305К, 315К.
Напряжение питания Um=5В.
Получены следующие результаты:
- Угол наклона кривой не меняется .
- Меняется, но незначительно, форма петли (рис. IV.1.11).
Были построены следующие зависимости:
U0(T) при U* = const (рис. IV.1.12)
I0(T) при U* = const (рис. IV.1.13)
(T) при U* = const (рис. IV.1.14).
Данные занесены в таблицу 2.
Влияние температуры на ВАХ МЖ оказалось сложным, не трактуемым однозначно. Можно говорить лишь о качественных изменениях:
U0 с ростом температуры увеличивается незначительно.
I0 с ростом температуры увеличивается незначительно.
с ростом температуры монотонно возрастает.
Таблица 2. Зависимость ВАХ от температуры.
Т, К
294305315t, с
45142,545142,545142,5U*, В/с
0,441,4280,441,4280,441,428U0, В
0,0250,020,190,0750,070,020,0440,0360,21I0
10-7, А20,831,184,011,02,02,622,062,5
10-10
5,25,390,16,956,851,37,747,441,54
IV.3. Исследование разряда и саморазряда КЯ с МЖ.
Аккумуляция электрического заряда
К электродам КЯ сносятся магнитные частицы следующими механизмами переноса: кулоновскими силами напрямую и кулоновскими силами опосредованно через внутреннее трение. В этом заключается смысл электрофореза. Благодаря очень малой подвижности магнитных частиц, они должны задерживаться у электродов некоторое время и удерживать электрический заряды, так или иначе связанные с магнитными частицами. Другие заряды, не связанные с массивными частицами ( комплексами), довольно скоро релаксируют. Более того, скопление магнитных и других частиц у электродов могут привести к гистерезисным эффектам: магнитному, электрическому, кинетическому. Следствием этого остаточного после действенного явления становится накопление между электродами некоторой разности потенциалов. Эта разность потенциалов была обнаружена экспериментально на установке.
Рис. IV. 3. 1
Восходящую ветвь кривой разряда (рис. IV.3.6) следует отнести на счет времени срабатывания прибора и ГП. Поэтому можно считать ток разряда может быть аппроксимирован по закону , где характерные для МЖ.
Граничные условия не противоречат экспериментальному виду кривой разряда: при t=0 I=I0 , при t= I=0, что соответствует поведению экспериментального хода кривой Ic c учетом последующей экстраполяции этого хода к t=0.
Прологарифмируем
,
I0 , могут быть определены или методом наименьших квадратов с оценкой погрешности аппроксимации, или по графику сглаженному к прямой.
Очевидно, что
0,43 - модуль перехода от натуральных логарифмов к десятичным;
2,3 - модуль перехода от десятичных логарифмов к натуральным.
Определение электрофизических параметров МЖ по разрядной характеристике
Эксперимент поводился с плоскопараллельной ячейкой, которая имеет параметры:
глубина ячейки h= 0,8 мм; диаметр ячейки 28,1 мм; электроды медные.
На ячейку подавалось напряжение 5В в течение 15 сек., затем ячейка разряжалась на ГП. В результате была получена следующая зависимость тока разряда от времени (см. Рис. IV.3.4.). так как ГП регистрирует изменение напряжения , то нужно произвести пересчет полученных результатов в единицы силы тока.
Известно, что внутреннее сопротивление ГП равно 0,93 МОм, тогда коэффициент пересчета равен
Тогда из графика имеем, что максимальное значение разрядного тока Im p соответствующее разности потенциалов U0= 0,169В равно I= 18,6410-8 А. При этом разряд МЖ происходит по экспоненциальному закону , где - постоянная времени разряда или время электрической релаксации дрейфа.
Время электрической релаксации дрейфа - промежуток времени,