150156 (594527), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

тогда относительная погрешность

т.к. , то

относительная погрешность при определении сопротивления известна из инструкции моста, которым было измерено сопротивление.

Таким образом, .

Исследование разрядной характеристики МЖ.

Для исследований применялась схема (рис. IV.3.5).

ИП- источник питания ИЭПП-2;

КЯ - кондуктометрическая ячейка

ДП - двухполюсный переключатель;

ГП - графопостроитель.

В положении 1 переключателя ДП от источника питания через ячейку в течение времени заряда t_з пропускается ток. Затем ДП переводился в положение 2. При этом через ГП при отсутствии источника питания по цепи течет ток разряда, начинающийся с пикового значения I_{m p} и достигающий нуля через несколько секунд по кривой, напоминающей кривую разряда конденсатора. В записи кривая имеет вид показанный на рис. IV.3.6.

Эксперимент проводился в следующих направлениях. Исследовалось:

1. влияние продолжительности заряда (t_з ) при заданном U_з на максимум величины U_{m p} , достигнутый при заряде;

2. влияние величины зарядного напряжения U_з на I_{m p};

3. влияние времени саморазряда ячейки на ход кривой;

4. влияние температуры на процесс заряда и последующего разряда (на и I_{m p});

5. влияние температуры на саморазряд и последующий разряд на внешнюю нагрузку (на , t_ср, I_{m p});

6. сопоставление кривых разряда с кривыми саморазряда.

Были получены следующие результаты.

1. Влияние продолжительности заряда при заданном U_з на максимум величины U_{m p}.

Д ля МЖ установлено, что «насыщение» получаемого остаточного напряжения на КЯ практически завершается к концу 4-й секунды. Возникает вопрос о возможностях данной жидкости к накоплению остаточного заряда . Была поставлена серия экспериментов. На КЯ, заполненную то же МЖ, подавались разные напряжения и осуществлялся заряд КЯ в течение какого-то времени, достаточного для достижения насыщения. Была построена кривая, показывающая, что увеличение продолжительности заряда не увеличивает пикового значения U_{m p} . Выяснили, что при увеличении U_з , U_{m p} увеличивается , но не достигает значения U_з. Так при U_з=13В, U_{m p}=0,138В, т.е. U_{m p}<<U_з.

1. Влияние величины зарядного напряжения на I_{m p}.

При увеличении U_з увеличивается площадь под кривой (рис. IV.3.7). Т.е. увеличивается количество электричества, накопленного ячейкой, что очевидно. Из эксперимента были вычислены следующие параметры: Q, , R.

Все данные приведены в таблице 3.

Были построены зависимости:

(U_з) - рис. IV.3.8

Q(U_з) - рис. IV.3.9

С ростом U_з увеличивается время , с которым можно связать время релаксации, но считать их равными нельзя.

Таблица 3.

Влияние величины заряжающего напряжения на I_{m p}.

t_зар = 60 сек.

1. В
   лияние времени саморазряда ячейки на ход кривой.

В течение времени t_зар = 60 с. Ячейка заряжалась U_зар=8В (5В, 13В). затем ячейка отключалась от источника питания и в течение t_ср разряжалась сама на себя. По истечении времени t_ср ячейка включалась в цепь и разряжалась на ГП - снималась остаточная разрядная характеристика.

Было выяснено, что при увеличении t_ср I_{m p} уменьшалось (рис. IV.3 10).

Определены параметры , Q, R, U_{m p}, которые занесены в таблицу 4.

Были построены зависимости:

( t_ср) - рис. IV.3.11

Q(t_ср) - рис. IV.3.12

U_{m p}(t_ср) - рис. IV.3.13

Можно сделать следующие выводы:

1. с ростом t_ср незначительно увеличивается;

2. с ростом t_ср Q уменьшается по линейному закону;

3. с ростом t_ср U_{m p} уменьшается по экспоненте.

Таблица 4. Зависимость разрядного тока от времени саморазряда

U_зар=8В, t_зар=1 мин.

IV.4 Влияние температуры на разряд и саморазряд КЯ с МЖ

1. Жидкость исследовалась при температурах

294 К, 305 К, 315 К, 325 К.

Получены такие результаты:

1. при увеличении . уменьшается, уменьшаемая площадь под кривой разрядного тока (рис. .4.1)

2. при увеличении температуры КЯ быстрее разряжается, т.е. уменьшается время .

Вычислены параметры , , , которые занесены в таблицу 5

Построены зависимости: - рис. .4.4, - рис. .4.5

Количество электричества с ростом температуры убывает.

Таблица 5. Влияние температуры на разряд МЖ в КЯ tcр. = 0 с.

5. Влияние температуры на время саморазряда КЯ

Была заполнена таблица 6.

Построены зависимости

рис. .4.6

рис. .4.7

С увеличением температуры ячейка накапливает меньший заряд; накопленный заряд быстрее стекает с КЯ при увеличении температуры ; время с ростом температуры убывает по ниспадающей кривой довольно быстро. Подобное поведение МЖ говорит о том, что с ростом температуры МЖ ее подвижность увеличивается, вязкость уменьшается и уменьшается разность потенциалов между электродами ячейки. Количество накопленного электричества с ростом температуры уменьшается и слабо зависит от

Таблица 6. Саморазряд при разных температурах

6. Проведено сопоставление кривых разряда и саморазряда.

С большой степенью точности времена для всех кривых остаточного саморазряда совпадают Учет. при наложении max значений токов остаточного разряда на кривую полного разряда позволяет провести сопоставление механизмов разряда и саморазряда на внешнее сопротивление. Из рис. .4.7 видно, что все точки max значений токов остаточного разряда удовлетворительно ложатся на кривую разряда, не подвергшегося саморазряду. Это можно понимать как совпадение механизм разряда и саморазряда, т.е. механизм последнего также является диффузионным.

2. 5 Влияние МП на проводимость МЖ

Допустим, что на проводимость (сопротивление) МЖ должно действовать МП, т.к. МЖ является жидкостью намагничивающейся. Элементарными структурами, обеспечивающими это свойство являются магнитные диполи, обладающие электрическим зарядом, носителями которых являются диспергированные частицы магнетика . Но для этого диполи должны участвовать в проводимости, а это возможно, если они имеют электр. заряд. Т.к. на диполи действие МП далеко, то двояко и действие МП на сопротивление, причем можно ожидать, что обе компоненты движения диполя изменяется. И его поступательная компонента эффективнее подействует на подвижность, т.к. вращательная часть непродолжительна. Вращение возникает и в ОМП и в ИМП, а поступательное возможно только в ИМП.

Проверить влияние ИМП на проводимость МЖ можно следующим образом.

1. Измерение сопротивления мостом вначале вне поля, а затем в ИМП и результаты сравнить. Опыт показал отсутствие расхождения

2. Подать на ячейку напряжение и записывать графопостроителем.

Т .к. R = const, то графопостроитель вычерчивает прямую линию, параллельную оси абсцисс.

3. Проверить влияние ИМП на ток разрядки при аккумуляции заряда в КЯ с МЖ.

Были получены следующие результаты

2. На всем протяжении ВАХ поперечное МП (рис. ) не оказывает замешенного действия на дрейф носителей. Это может означать, что при использованных полях и сравнительно малых скоростях сила Лоренца , действующая компланарно, т.е. п араллельно электродом, не отвлекает даже частицы носителей из потока, ввиду сравнительно большого сечения S ячейки. Продолженное поле совсем не действует на носители, т.к.

т.к. .

Заменить в нашей методике влияние МП на ток через воздействие на магнитные диполи можно, если:

а) магнитные диполи обладают зарядом;

б) МП параллельно скорости ;

в ) МП неоднородно, а градиент индукции также параллелен или антипараллелен скорости ( , см. рис.)

В эксперименте прямого действия МП на ток через МЖ не обнаружено

3. Если КЯ с МЖ поместить в ИМП так, что , а и , но между электродами возникает разность потенциалов. Это можно объяснить так: магнитные диполи, помещенные в ИМП, вмешивающееся в область сильного поля, т.к. они предварительно развернулись по полю. Если на их оболочках есть нескомпенсированные заряды электричества, то в КЯ возникает неравновесность эл.заряда с градиентом потенциала , связям с , где - поле, обусловленное магнитофорезом, а - объемная плотность электрического заряда.

Во время опыта постоянный магнит либо подносился под КЯ, либо ставился сверху. При этом ячейка должна быть выключена. Перед разрядом магнит медленно убирается на достаточное расстояние, а затем КЯ включается на нагрузку.

1) Прежде всего было установлено, что величина сильно зависит от времени выдержки ячейки в поле, но четкой закономерности замечено не было (рис. 10, 11)

2) размерность разрядного тока независимо от направления индукции МП в ячейке не менялась.

Все полученные результаты привели к выводу:

1. Разрядный ток КЯ, заряженной под действием ИМП аналогичен разрядному току после пропускания через КЯ постоянного тока.

2. Направление разрядного тока КЯ, заряженной ИМП не зависит от направления ИМП.

О бобщая результаты, можно сказать, что МП не влияет на аккумуляцию заряда в КЯ, т.к. возможно, что МЖ не содержит магнитных диполей, обладающих нескомпенсированным зарядом, либо их концентрация мала.

Заключение

1. 1. Подтвердилась зависимость формы ВАХ от темпа нагружения ячейки при постоянном напряжении питания: чем больше , тем меньше большая полуось ВАХ

и определена независимость от (при ).

2. Не подтвердилась зависимость формы ВАХ от температуры;

и определена - с ростом температуры растет.

3. Зависимость от ( ) следующая: чем больше , тем больше

от ( ): чем больше , тем больше .

4. Зависимость , от оказалось следующая: , увеличивается с ростом температуры незначительно.

2. Исследована зависимость аккумуляции заряда в КЯ от зарядного напряжения и времени саморазряда

1. Подтвердилась зависимость аккумулированного электрического заряда от : чем больше , тем больший заряд накапливается в ячейке.

2. исследован ход саморазряда и определен его механизм в зависимости от времени саморазряда.

3. Сопоставлено пиковое значение тока саморазряда с ходом разряда КЯ на нагрузку.

3. Исследована аккумуляция заряда при изменении температуры

1. Сопоставлены кривые при различных Т ( ) с кривой при комнатной температуре: с ростом температуры уменьшается, ячейка быстрее разряжается.

4. Действие МП на ВАХ и аккумуляцию:

1. действие однородного МП в пределах 0 - 0,4 Тл не было обнаружено

2. действие неоднородного МП в пределах 0 - 0,15 Тл не было обнаружено.

ЛИТЕРАТУРА

1. Актинов А.А. и др. О стойкости магнитных жидкостей к воздействию повышенных температур /Физико-химические и прикладные проблемы МЖ: сборник научных трудов/ Ставрополь, СГУ 1997 г.

1. Зубко В.И. и др. Влияние условий получения МЖ на ее электрофизические свойства /Физико-химические и прикладные проблемы МЖ: сборник научных трудов/ Ставрополь, СГУ 1997 г.

1. Кожевников В.М. Анизатрония электропроводности дисперсных линейных систем, наведенная внешним воздействием /Физико-химические и прикладные проблемы МЖ: сборник научных трудов/ Ставрополь, СГУ 1997 г.

1. Арцимович А.А. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. - М.: Наука, 1972.

1. Бронштейн И.И. Справочник по высшей математике. - М.: Физматгиз, 1981.

1. Дзаразова Т.П. Практическая физика.: Учебное пособие. - Ставрополь СГПУ, 1994г.

1. Калашников С.Т. Электричество. - М.: Наука, 1977 г.

1. Основные формулы физики под ред. Мензела Д.М.: ИЛИ, 1957г.

1. Полихрониди И.Т. Электро- и магнитополевая аккумуляция электрического заряда в ячейке с МЖ. Проблемы физико-математических наук: Материалы научно-методической конференции преподавателей и студентов «Университетская наука-региону». - Ставрополь: СГУ, 1998 г.

1. Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.3. Электричество. - М.: Наука, 1977 г.

1. Тамм И.Е. Основы теории электричества. - М.: Наука, 1976 г.

1. Фершман В.Е. Магнитные жидкости. Минск «Высшая школа», 1998.

1. Чеканов В.В. и др. Накопление заряда в электрофоренич. ячейке с МЖ. Проблемы физико-математических наук: Материалы научно-методической конференции преподавателей и студентов «Университетская наука-региону». - Ставрополь: СГУ, 1998 г.

Характеристики

Список файлов ВКР