Влияние температуры и магнитного поля на электрическую проводимость и аккумуляцию энергии в конд (стр. 6 из 9)
Напряжение питания Um=5В.
Получены следующие результаты:
1. Угол наклона кривой не меняется .
2. 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)
s(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.
s с ростом температуры монотонно возрастает.
Таблица 2. Зависимость ВАХ от температуры.
Т, К | 294 | 305 | 315 | ||||||
t, с | 45 | 14 | 2,5 | 45 | 14 | 2,5 | 45 | 14 | 2,5 |
U*, В/с | 0,44 | 1,42 | 8 | 0,44 | 1,42 | 8 | 0,44 | 1,42 | 8 |
U0, В | 0,025 | 0,02 | 0,19 | 0,075 | 0,07 | 0,02 | 0,044 | 0,036 | 0,21 |
| I0 ´10-7, А | 2 | 0,83 | 1,18 | 4,01 | 1,0 | 2,0 | 2,62 | 2,06 | 2,5 |
| s ´10-10 | 5,2 | 5,39 | 0,1 | 6,95 | 6,85 | 1,3 | 7,74 | 7,44 | 1,54 |
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 , приt=¥I=0, что соответствует поведению экспериментального хода кривой Iccучетом последующей экстраполяции этого хода к t=0.
Прологарифмируем
, 
I0 , aмогут 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 Imp соответствующее разности потенциалов U0= 0,169В равно I= 18,64×10-8 А. При этом разряд МЖ происходит по экспоненциальному закону
, где t - постоянная времени разряда или время электрической релаксации дрейфа. 
Время электрической релаксации дрейфа t - промежуток времени, за который ток заряда уменьшится в e раз. Его значение можно определить по графику. В данном случае t= 35 с.Количество электричества, стекающего с электродов на нагрузку, можно определить следующим образом
По определению электрической ёмкости
тогда из t=RCможно определить электрическое сопротивление МЖ.
проводимость можно найти как величину обратную сопротивлению
Энергию, аккумулированную в ячейке с МЖ, найдем по формуле
Число носителей, участвующих в переносе заряда можно определить следующим образом .
пусть все носители однозарядны, тогда их полное число равно
Исходя из того, что МЖ нейтральная, числа N+ и N- и концентрация n+ и n- должны быть равны: N+= N- и n+= n-. Заряды обоих знаков движутся в противоположные стороны, это равносильно тому, что полное число ионов одного знака при том же заряде равно 2N . Тогда
, где q = e заряд иона (e=1,6×10—19 Кл).Концентрацию носителей найдём по формуле:
, (8)
- объём КЯ ,
- площадь КЯ.Подставив числовые значения , найдём
, 
Подвижность носителей заряда определим исходя из следующих рассуждений.
Подвижность иона
, где v - скорость дрейфа , E - напряженность электрического поля. Связь напряженности и потенциала поля определяется соотношением 
(9)подвижность можно определить по плотности тока, т. к. известно, что
(10)q - заряд носителя
n - концентрация
m - подвижность
E - напряженность электрического поля.
Предположим, что q+ =q-=q, n+ =n-=n и m+=m-=m, тогда плотность тока
Из (10) имеем, что
, или 
Тогда подвижность
(11) 
r - среднее удельное сопротивление, которое можно найти, т. к. Известно сопротивление МЖ и геометрические размеры КЯ. 