тогда .
При определении подвижности применялась формула
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 tз 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 Im 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 (tз ) при заданном Uз на максимум величины Um p , достигнутый при заряде;
2) влияние величины зарядного напряжения Uз на Im p;
3) влияние времени саморазряда ячейки на ход кривой;
4) влияние температуры на процесс заряда и последующего разряда (на t и Im p);
5) влияние температуры на саморазряд и последующий разряд на внешнюю нагрузку (на t, tср, Im p);
6) сопоставление кривых разряда с кривыми саморазряда.
Были получены следующие результаты.
1. Влияние продолжительности заряда при заданном Uз на максимум величины Um p.
Для 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 Um p . Выяснили, что при увеличении Uз , Um p увеличивается , но не достигает значения Uз. Так при Uз=13В, Um p=0,138В, т.е. Um p<<Uз.
2. Влияние величины зарядного напряжения на Im p.
При увеличении Uз увеличивается площадь под кривой (рис. IV.3.7). Т.е. увеличивается количество электричества, накопленного ячейкой, что очевидно. Из эксперимента были вычислены следующие параметры: Q, t, R.
Все данные приведены в таблице 3.
Были построены зависимости:
t(Uз) - рис. IV.3.8
Q(Uз) - рис. IV.3.9
С ростом Uз увеличивается время t, с которым можно связать время релаксации, но считать их равными нельзя.
Таблица 3.
Влияние величины заряжающего напряжения на Im p.
tзар = 60 сек.
|
Uзар , В |
5 |
8 |
13 |
|
Im p´10-8 A |
76,85 |
83,52 |
88,74 |
|
Um p, В |
0,331 |
0,36 |
0,383 |
|
t, с |
240 |
245 |
258,75 |
|
Q´10-4 Кл |
1,84 |
2,04 |
2,29 |
|
R´1010 Ом |
2,47 |
2,61 |
2,9 |
3.
Влияние времени саморазряда ячейки на ход кривой.
В течение времени tзар = 60 с. Ячейка заряжалась Uзар=8В (5В, 13В). затем ячейка отключалась от источника питания и в течение tср разряжалась сама на себя. По истечении времени tср ячейка включалась в цепь и разряжалась на ГП - снималась остаточная разрядная характеристика.
Было выяснено, что при увеличении tср Im p уменьшалось (рис. IV.3 10).
Определены параметры t, Q, R, Um p, которые занесены в таблицу 4.
Были построены зависимости:
t( tср) - рис. IV.3.11
Q(tср) - рис. IV.3.12
Um p(tср) - рис. IV.3.13
Можно сделать следующие выводы:
1) с ростом tср t незначительно увеличивается;
2) с ростом tср Q уменьшается по линейному закону;
3) с ростом tср Um p уменьшается по экспоненте.
Таблица 4. Зависимость разрядного тока от времени саморазряда
Uзар=8В, tзар=1 мин.
|
t ср , c |
0 |
5 |
10 |
30 |
60 |
90 |
120 |
|
Im p´10-8 А |
82,07 |
72,5 |
67,88 |
53,36 |
34,22 |
32 |
27,3 |
|
Um p, В |
0,354 |
0,313 |
0,293 |
0,23 |
0,148 |
0,138 |
0,12 |
|
t, с |
248,75 |
278,75 |
310 |
315 |
322,5 |
326,3 |
351,25 |
|
Q´10-4 Кл |
2,04 |
2,02 |
2,01 |
1,69 |
1,1 |
1,04 |
0,9 |
|
R´104 Ом |
43,6 |
43,21 |
43,23 |
42,9 |
43,4 |
43,28 |
46,8 |
IV.4 Влияние температуры на разряд и саморазряд КЯ с МЖ
4. 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. IV.4.1)
2. при увеличении температуры КЯ быстрее разряжается, т.е. уменьшается время .
Вычислены параметры , , , которые занесены в таблицу 5
Построены зависимости: - рис. IV.4.4, - рис. IV.4.5
Количество электричества с ростом температуры убывает.
Таблица 5. Влияние температуры на разряд МЖ в КЯ tcр. = 0 с.
|
294 |
305 |
315 |
325 |
|
|
, А |
18,64 |
17,71 |
5,88 |
2,68 |
|
, В |
0,169 |
0,161 |
0,053 |
0,026 |
|
, с |
35 |
34 |
31,5 |
14 |
|
6,52 |
6,02 |
1,85 |
0,4 |
|
|
92 |
91,9 |
90 |
93 |
5. Влияние температуры на время саморазряда КЯ
Была заполнена таблица 6.
Построены зависимости
рис. IV.4.6
рис. IV.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
