Влияние температуры и магнитного поля на электрическую проводимость и аккумуляцию энергии в конд (стр. 5 из 9)

Чем больше заряд и чем меньше размеры частицы и вязкость среды, тем больше подвижность и наоборот. Концентрация магнитных частиц, обладающих электрическим зарядом, зависит от соответствующей дисперсной фазы и является равновесной величиной, характерной для каждого состояния. Магнитные частицы могут быть увлечены силами вязкого трения даже, если не имеют электрического заряда и, поэтому, не подвержены действию кулоновских сил. Это их взаимодействие с немагнитными носителями тока приводит к значительному уменьшению подвижностей ионов и комплексов.

III.2. Влияние электрического поля на подвижность МЖ

Рассмотрим влияние приложения кулоновского поля на подвижность носителей заряда.

– кулоновские силы, создаваемые полем , – сила сопротивления.

Носитель массой m и зарядом q обладает скоростью дрейфа

. Тогда для динамического уравнения движения имеем

.

Пусть

, – коэффициент сопротивления.

Тогда

, т.к. и сонаправлены и , то

.

Обозначим

, , тогда

.

Это дифференциальное уравнение первого порядка с постоянными коэффициентами, линейное, неоднородное. Его решение получится из решения соответствующего однородного уравнения:

.

Решение этого уравнения

,

считая

неизвестным и дифференцируя по времени t, получим

.

Поставив это в неоднородное уравнение, получим

.

Тогда

.

Так как подвижность определяется по скорости дрейфа, то

.

Следовательно, m от напряженности поля не должно зависеть.

III.3. Влияние МП на подвижность носителей в МЖ

Рассмотрим влияние МП на концентрацию и подвижность носителей

Динамическое уравнение движения в этом случае

,

– сила Лоренца.

Скорость дрейфа

имеет направление , если нет МП . В этом случае составляющие скорости, вообще говоря, ненулевые.

Представим уравнение движения в декартовых координатах. Выберем направление осей как это показано на рисунке, учитывая, что

, , .

Представим уравнение движения следующим образом:

при данном выборе осей

, .

Сила Лоренца

.

При данном выборе осей

С помощью ранее разработанной методики была снята ВАХ для МЖ. Исследована зависимость ВАХ от темпа нагружения КЯ ( скорости изменения величины подаваемого напряжения )

.

Получены следующие результаты :

1. ВАХ МЖ имеет вид замкнутой кривой (сильно втянутый овал), расположенной в первом и третьем квадрантах координатной плоскости.

2. Наблюдалась прямая зависимость между скоростью изменения напряжения и формой петли ВАХ ( см. рис. IV.1.3), при этом угол наклона ( т.е. сопротивление МЖ не меняется.

3. При увеличении подаваемого напряжения (U_m) угол наклона петли не менялся, изменялась форма петли, увеличивалась её площадь (см. рис. 4.1.4). Все измерения проводились при комнатной температуре Т=294 К.

4. I⁰ - ток соответствующий U=0 на ВАХ- остаточный ток.

U⁰ - напряжение , при котором I=0 на ВАХ - запирающее напряжение.

Построены зависимости:

- I⁰(U^*) при U_m = const(рис. IV.1.5)

- I⁰(U_m)приU^* = const (рис. IV.1.6)

- U⁰(U^*)при U_m = const (рис. IV.1.7)

- U⁰(U_m)приU^* = const (рис. IV.1 8)

Данные занесены в таблицу 1.

5. По ВАХ была вычислена удельная электропроводность МЖ:

; , и построена зависимость при U_m = const(рис. IV.1.9) и при U^* = const(рис. IV.1.10)

Были сделаны следующие выводы:

1. Конечная часть ВАХ указывает на нарушение закона Ома.

2. Большая полуось эллипса зависит от U^*. Чем больше U^*, тем меньше большая полуось. Чем больше U^* , тем больше I⁰.

3. I⁰ увеличивается с ростом U_m.

4. Чем больше U^* , тем больше напряжение деполяризации U⁰ и I⁰.

5. С ростом U_mувеличивается U⁰, т.е. поляризационные эффекты возрастают с ростом U_m.

6. ВАХ имеет линейный участок (для s); значение s от U^* не зависит.

7. 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 (U_m)

Период вращения: 45 с.					18 с.				2,5 с.
Um,В	2	6	8	10	2	6	8	10	2	6	8
Rx	140 кОм	140 кОм	1 МОм	1 МОм
U*	0,17	0,53	0,71	0,88	0,4	1,3	1,7	2,2	3,2	9,6	12,8
Iоб ´10-7 А	4,19	2,33	5,81	5,58	9,53	17,91	16,28	15,58	9,53	18,4	16,98
I0, В	1,17	4,81	4,81	4,58	5,47	10,66	12,28	5,08	5,47	12,4	20,9
U0, В	0,075	0,1	0,1	0,1	0,21	0,4	0,4	1,05	0,21	0,43	0,4
s, ´10-10	5,93	6,25	6,25	5,94	3,39	3,46	3,9	3,62	3,39	3,7	3,62

2. Влияние температуры на ВАХ МЖ.

МЖ в КЯ нагревалась до следующих температур : 294К, 305К, 315К.