Глобалтека
На главную |
Варианты сотрудничества |
Наши гарантии |
Как оплатить? |
Оставить отзыв |
Портфолио авторов |
ФОРУМ |
Заказ работы
Заказать |
Каталог тем |
Каталог ресурсов
Рефераты |
Книги |
Статьи |
Методический материал |
Самые новые

(Статьи)

(Методические материалы)

(Методические материалы)

(Методические материалы)

(Методические материалы)

(Методические материалы)

(Методические материалы)
Последние отзывы
Каталог бесплатных ресурсов |
Изучение особенностей электрических свойств магнитных жидкостей
Содержание.
Введение………………………………………………………………………….3
Глава 1 «Теория электрической
проводимости и методика её измерения»...............................................................................………………….6
1.1
Понятие
электрической проводимости……………………………….6
1.2
Учёт
возможных погрешностей при проведении измерений электрической
проводимости………………………………………….8
1.3
Особенности
измерения электрической проводимости……………..11
1.4
Теория
удельной объёмной проводимости применительно к магнитным
жидкостям……………………………………………..…..12
Глава 2 «Теория диэлектрической
проницаемости и методика её измерения»………………………………………………………………………17
2.1
Историческая
справка и понятие диэлектрической проницаемости…………………………………………………………17
2.2
Зависимость
диэлектрической проницаемости от различных физических величин…………………………………………………...19
2.3
Метод
измерения диэлектрической проницаемости………………...21
2.4
Диэлектрические
характеристики магнитных жидкостей…………..22
Глава 3 «Экспериментальные исследования электрической
проводимости и диэлектрической проницаемости магнитной жидкости»………………………………………………………………………..25
Заключение………………………………………………………………………
Список используемой литературы………………………………………………
Введение.
Магнитные жидкости, синтезированные в середине 20-го века на стыке наук коллоидной химии, физики магнитных явлений и гидродинамики, относятся к магнитоуправляемым материалам и получили широкое практическое применение в машиностроении, медицине, других областях промышленности. Магнитные жидкости обладают уникальными магнитными свойствами: хорошей текучестью и намагниченностью. Важной особенностью ферромагнитных коллоидов, в отличие от большинства известных магнитных систем, является свобода поступательного движения магнитных частиц, которая может быть причиной структурных превращений, связанных с одновременным изменением характера магнитного упорядочения и пространственного расположения частиц в слое жидкости. Наблюдаемые в магнитной жидкости магнитомеханические, магнитооптические и электрофизические явления во многом определяются свойствами малых частиц, их взаимодействием во внешних полях и структурным состоянием системы. Связь макроскопических свойств вещества с его микроскопическими характеристиками является одним из основных вопросов физики жидких дисперсных систем.
Относительно процессов,
определяющих электрические свойства магнитных жидкостей на сегодняшний день нет
единого мнения; основой МЖ как правило являются полярные или неполярные
диэлектрики с проводимостью порядка См/м, поверхностно-активное вещество, выбираемое в качестве
стабилизатора, имеет проводимость порядка
См/м. Частицы магнетита, хоть и имеют проводимость порядка 2?
См/м, однако окружены плотным слоем олеиновой кислоты,
поэтому проводимость магнитной жидкости не обусловлена проводимостью частиц
магнетита. Проводимость же самой магнитной жидкости имеет значения порядка
См/м, что соответствует электрическим свойствам
разбавленных электролитов. Считается,
что носителями заряда в МЖ являются ионы примесей – результат химической
конденсации при соосаждении солей двух- и трех валентного железа из водного
раствора действием водного раствора аммиака.
Для оценки влияния
структуры исследуемых систем на электрофизические характеристики
рассматриваются электропроводность и диэлектрическая проницаемость МЖ.
Диэлектрическая проницаемость. На диэлектрическую проницаемость
магнитных жидкостей влияют стабилизирующие свойства и размер защитных оболочек,
размер и материал частиц, концентрация примесей.
Существует большое
количество выражений для расчета диэлектрической проницаемости гетерогенных
систем как для статистических смесей, так и для матричных систем [49, 65]. МЖ в
зависимости от концентрации дисперсной фазы и величины магнитного поля, можно
рассматривать как статистическую смесь – при малых концентрациях и без
магнитного поля, как матричную систему – при наложении магнитного поля.
Для магнитных жидкостей
наблюдается дисперсия диэлектрической проницаемости. При этом проявляется
зависимость её от напряженности
магнитного поля. Причем для МЖ,
отличающихся по компонентному составу и устойчивости, характер этой зависимости
различен. Отмечено, что наиболее ярко он проявляется для МЖ с меньшей
устойчивостью и вязкостью. С увеличением напряженности магнитного поля
диэлектрическая проницаемость увеличивается (рис.1.1) [33]. Описание данного
процесса опирается на модель, в которой рассматриваются процессы поляризации за
счет перемещения ионов внутри стабилизирующей оболочки [29]. Это возможно при
стабилизации дисперсии в результате использования электоростерического
механизма.
Электропроводность
магнитной жидкости. Электропроводность
магнитной жидкости обусловлена несколькими механизмами: объемной и
поверхностной проводимостью примесных носителей зарядов, миграцией мицелл.
Комплексное исследование
электрических характеристик позволяет уточнить механизм изменения структуры
дисперсных систем при воздействии на них внешних электрического и магнитного
полей.
Как уже отмечалось, магнитные жидкости представляют собой дисперсные системы. Механизм электропроводности дисперсных систем определяется материалом частиц, природой стабилизирующего слоя и свойствами дисперсионной среды [30, 32]. Теории электрических процессов таких систем наиболее полно изложены в работах Духина С.С., Шилова В.Н., Дерягина Б.Ф. [30, 32, 84, 31]. Применительно к магнитным жидкостям дисперсная система состоит из частиц магнетита, покрытых прочной изоляционной оболочкой, в слабом электролите, то есть в жидком неполярном диэлектрике с примесными ионами и полярными молекулами. Концентрация примесных носителей зависит от технологии получения МЖ и качества отмывки дисперсного магнетита.
Глава 1.
Теория электрической проводимости и
методика её измерения.
1.1
Понятие электрической проводимости.
Все проводники, существующие в природе, в зависимости от механизма
переноса электричества при прохождении через них электрического тока можно
разделить на три класса: электронные, ионные и смешанные.
К классу электронных проводников, в
которых переносчиками электрических зарядов являются электроны, относятся
металлы, полупроводники, большинство металлических сплавов, углерод и некоторые
твёрдые соли и окислы.
В класс ионных проводников входят
газы и электролиты, в которых переносчиками электрических зарядов являются ионы
и прохождение тока сопровождается переносом вещества.
Изоляционные свойства материалов
характеризуются электрическим сопротивлением и пробивным напряжением.
Электрическое сопротивление жидкости определяет силу тока, проходящего по ней
при заданном напряжении. Величина, обратная сопротивлению, называется объёмной
электрической проводимостью.
Класс смешанных проводников состоит
из веществ, обладающих частично электронной и частично ионной
проводимостью. К ним относятся,
например, растворы щелочных и
щелочноземельных металлов в жидком аммиаке, некоторые жидкие сплавы и соли,
характер проводимости которых меняется в определённом интервале температур,
и другие вещества.
Область измерения электропроводности
электролитов как одна из областей электрохимических измерений охватывает классы
ионных и смешанных проводников. К ним относятся следующие типы веществ:
1) чистые вещества в твёрдом состоянии,
в жидком состоянии, расплавленные соли и гидриды;
2) растворы одного или нескольких
веществ в твёрдом состоянии, в расплаве, коллоидные и истинные жидкие водные и
неводные растворы в неорганических и органических растворителях: окислов, солей
кислот, оснований и некоторых элементарных веществ.
Измерительные методы классифицируются
по большому количеству характеристик, в частности по роду контакта, по типу
выходного сигнала, по характеру напряжения, применяемого для измерения.
В данном эксперименте использовался
контактный метод измерения, который характеризуется тем, что в процессе
измерения исследуемая магнитная жидкость находится в прямом гальваническом
контакте с электродами измерительной ячейки. Однако, хотя они и дают
возможность производить точные измерения, но не свободны от погрешностей,
обусловленных в частности, в большей или в меньшей степени поляризационными
явлениями на электродах. Даже использование мостового метода переменного тока,
который обладает высокой точностью измерений и даёт возможность получать непосредственный отсчёт
измеряемой величины, при измерении концентрированных растворов появляется
погрешность из-за наличия поляризационных явлений.
Эти поляризационные явления при
переменном токе выражены в сотни раз слабее, чем при постоянном токе (этим и
обусловлено использование переменного тока в эксперименте), и зависят от частоты и концентрации раствора,
а также в значительной степени от материала электрода и состояния его
поверхности. Несмотря на малую величину поляризации, при измерениях
электропроводности она может внести погрешность в измеряемую величину.
1.2. Учёт возможных погрешностей при
проведении измерений электрической проводимости.
Изучению поляризации растворов
электролитов переменным током посвящено много экспериментальных и теоретических
работ. Из их результатов можно сделать выводы:
1) при прохождении переменного тока
через раствор в отдельных его точках происходят периодические изменения
концентрации;
2) частота этих периодических изменений
пропорциональна частоте переменного тока;
3) амплитуда периодических изменений
концентрации уменьшается по мере удаления от поверхности электрода, причём
такое уменьшение происходит быстрее с увеличением частоты и с уменьшением
коэффициента диффузии потенциалопределяющих ионов.
Величина поляризационного
сопротивления, а следовательно, и величина погрешности, которое вносится в
измеряемое сопротивление или электрическую проводимость, зависят от большого
числа различных параметров системы: материал электрода, состав и концентрация
раствора, частота и другое. В некоторых случаях погрешность от поляризационного
сопротивления достигает 20%.
Размер файла: 611.1 Кбайт
Тип файла: rar (Mime Type: application/x-rar)
Вход для партнеров
Самые популярные

(Статьи)

(Методические материалы)

(Книги)

(Рефераты)

(Методические материалы)
Последние новости
-
2011-10-15 11:07:21
Программа для просмотра формата fb2 -
2011-09-29 12:51:24
Навигация добавления закладок в социальные сети -
2011-08-18 11:26:03
Вплив вступу до СОТ на зміни інвестиційної привабливості (галузевий аналіз) -
2011-08-18 11:24:11
Ідентифікація інвестиційно привабливих галузей -
2011-08-10 07:56:04
Основания и процессуальный порядок отказа в возбуждении уголовного дела