рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Особенности процессов зарядообразования в слое магнитной жидкости

Особенности процессов зарядообразования в слое магнитной жидкости - раздел Физика, Особенности Процессов Зарядообразования В Слое Магнитной Жидкости Вегера Ж.г...

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ ЗАРЯДООБРАЗОВАНИЯ В СЛОЕ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ Вегера Ж.Г Диканский Ю.И Шацкий В.П. Особенности поведения магнитных коллоидов в электрических полях во многом определяются взаимосвязанными процессом формирования в приэлектродном про-странстве свободного заряда и изменением структурного состояния системы.Действи-тельно, в случае образования вблизи электродов слоя более концентрированной маг-нитной жидкости на границе между сильно и слабоконцентрированными фазами дол-жен появиться свободный заряд, что приводит к уменьшению напряженности электри-ческого поля в ячейке.

Оценку величины формирующегося гетерозаряда можно сде-лать, представив измерительную ячейку в виде конденсатора, содержащим три слоя слабопроводящего диэлектрика.Предположим, что толщина слоев высококонцентри-рованной фазы у каждого из электродов одинакова и равна , их удельная проводи-мость и диэлектрическая проницаемость равны и соответственно, а проводимость и диэлектрическая проницаемость лежащего между ними слоя менее концентрирован-ной жидкости равны и . Тогда поверхностная плотность свободных (сторонних) зарядов на границе раздела двух слоев , где - напряжен-ность поля в приэлектродных слоях диэлектрика, - в среднем слое. Согласно усло-вию стационарности тока j1=j2 , т.е. . С другой стороны , или . Из двух последних уравнений нетрудно найти и , подстановка ко-торых в уравнение для поверхностной плотности зарядов дает . (1) Анализ формулы (1) показывает, что для оценки необходимо определить толщины слоев сильно- и слабоконцентрированных фаз, а также их удельные проводи-мости и диэлектрические проницаемости.

Однако, это сделать в реальных условиях затруднительно.

Кроме того, сосредоточенный в приэлектродном пространстве слой сильноконцентрированной фазы, как следует результатов экспериментальных исследо-ваний, на самом деле не является однородным, а представляет собой лабиринтную или полосовую структурную сетку.Поэтому, поле создаваемое зарядами, сосредоточенны-ми на межфазных границах такой сетки не является пространственно однородным.

Действительно, потенциал поля заряженной полосовой сетки может быть представлен [А.И. Ахиезер.Электрические и магнитные явления. – Киев: Наукова думка, 1981. – 472 с.] в виде: (2) Очевидно, что напряженность поля, найденная согласно формуле E = grad  пу-тем подстановки  в виде выражения (2), также изменяется как вдоль направления па-раллельного плоскости слоя (x), так и перпендикулярного (z) ему. При этом пренебре-жение неоднородным пространственным распределением поля заряженной сетки воз-можно только на расстояниях, существенно превышающих размеры ячеек сетки. Мож-но предположить, что именно решетчатый характер сформировавшегося в приэлек-тродном пространстве слоя высококонцентрированной жидкости (на межфазных по-верхностях которого сосредотачиваются свободные заряды) и является причиной плав-ного, а не скачкообразного изменения напряженности поля в зависимости от расстоя-ния от электродов, установленного в [2]. Вышеизложенное указывает на необходимость поиска более точных способов определения величины формирующегося в приэлек-тродном пространстве свободного заряда.

С целью осуществления одного из таких способов нами были проведены исследования особенностей электрической проводи-мости при создании течения в магнитной жидкости [3]. Оказалось, что значение силы тока, протекающего через ячейку с магнитной жидкостью, увеличивается при возраста-нии скорости сдвига, достигая при некотором градиенте скорости максимального зна-чения.

Было предположено, что наблюдаемое явление связано с полным размыванием приэлектродного заряда. Последнее позволило произвести расчет величины поверхно-стной плотности этого заряда, которая оказалась равной =0,4 мкКл/м2, что согласуется по порядку величины с приведенным в [2], где его оценка проводилась при использо-вании другого (косвенного) метода.

С целью дальнейшего изучения особенностей процесса переноса заряда в колло-идной среде, и связи их с процессами структурировании, подобные исследования были проведены для образцов магнитной жидкости с различным объемным содержанием дисперсной фазы (рис. 1). Как видно из рисунка, значение тока, а также его изменение с увеличением скорости течения жидкости существенно зависит от концентрации твер-дой фазы. Полученные зависимости позволили рассчитать по методике, преложенной в [3], значения поверхностной плотности приэлектродного заряда для образцов соответ-ствующих концентраций (рис. 2). Оказалось, что максимум у=f(С) соответствует магнитной жидкости, с концентрацией твердой фазы С=6%. Дополнительно проведенные исследования концентрационной зависимости электрической проводимости (расчет которой проводился по ВАХ образ-цов) магнитной жидкости выявили наличие на ней максимума при концентрации, соот-ветствующей максимуму концентрационной зависимости поверхностной плотности приэлектродного заряда.

Результаты исследования зависимости тока от скорости сдвига позволяют также оценить время формирования свободного заряда в приэлектродном пространстве.

Дей-ствительно, прекращение увеличения тока при некоторой скорости потока может ука-зывать на то, что время протекания жидкости между электродами не достаточно для образования в ней свободного заряда.

Это дает возможность при известных размерах ячейки провести оценку времени формирования заряда.Соответствующие расчеты да-ли для этого времени значение порядка нескольких единиц секунд (в зависимости от взятой в расчет толщины поверхностного слоя), что соответствует времени образова-ния вблизи поверхности лабиринтной структуры.

Для оценки времени формирования свободного заряда в приэлектродном пространстве были также проведены частотные исследования электропроводности магнитной жидкости.На рис.3 приведена зависимость сопротивления ячейки с магнитной жидкостью от частоты подаваемого на нее напряжения при различных концентрациях свободной (несвязанной) олеиновой кислоты. Если предположить, что наблюдаемое уменьшение сопротивления происходит вследствие того, что при этой частоте поля заряд не успевает накапливаться близи электродов, то время релаксации этого заряда оказывается равным t=10-3-10-4 с, что значительно отличается от значения, полученного по результатам исследования зави-симости силы тока от скорости сдвигового течения.

Это может свидетельствовать о сложном процессе формирования свободного заряда в приэлектродной области – пер-воначально происходит накопление заряда в приэлектродном пространстве, приводя-щее к возникновению слоя высококонцентрированной фазы. В дальнейшем происходит формирование заряда на границе этого слоя с остальным объемом магнитной жидко-сти. Литература 1. А.И. Ахиезер.

Электрические и магнитные явления. – Киев: Наукова думка, 1981. – 472 с. 2. Ерин К.В. Изучение кинетики двойного лучепреломления в коллоидных системах при воздействии внешних электрического и магнитного полей: Дис. канд. физ.–мат. наук. – Ставрополь, 2001.– 151 с. 3. Вегера Ж.Г Диканский Ю.И. Эффекты структурообразования и особенности про-цесса переноса заряда в тонких слоях магнитной жидкости // Материалы 50-й юби-лейной научно-методической конференции преподавателей и студентов «Универси-тетская наука – региону». – Ставрополь: Изд-во СГУ, 2005. – С. 11-15.

– Конец работы –

Используемые теги: особенности, процессов, зарядообразования, слое, магнитной, жидкости0.091

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Особенности процессов зарядообразования в слое магнитной жидкости

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Влияние температуры и магнитного поля на электрическую проводимость и аккумуляцию энергии в кондуктометрической ячейке с магнитной жидкостью
Предположить в качестве носителей сами магнитные частицы и их агрегата можно, но большая масса и низкая подвижность при, в общем, малом,… Следствием зависимости могут стать другие явления, уже обнаруженные. Так уже замечена спонтанная поляризация электродов кондуктометрической ячейки (КЯ), обусловленная, скорее всего,…

Исследование капиллярного подъёма магнитной жидкости при воздействии неоднородного магнитного поля
Для изучения зависимости капиллярного подъёма от величины внешнего магнитного поля между полюсами электромагнита, способного создавать в… Во избежание нежелательного перегрева МЖ катушками элек-тромагнита кювета… В эксперименте исследовалась зависимость уровня подъёма маг-нитной жидкости по капилляру от величины напряжённости…

Магнитное взаимодействие постоянных токов. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитная индукция прямого и кругового тока
Опыты показывают что магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирую щее действие поворачивая ее определен ным образом Этот результат... Линии магнитной индукции можно проявить с помощью железных опилок... Линии магнитной индукции всегда за мкнуты и охватывают проводники с током Этим они отличаются от линий напряжен ности...

Устранение слабых сторон заводского технологического процесса, а также снижения трудоемкости и себестоимости технологического процесса механической обработки путем перевода технологического процесса с устаревших моделей оборудования на более современные
Графическая часть содержит 10 листов формата А1, в качестве приложений приведены спецификации на разработанные нами приспособления и… Объектом разработки является технологический процесс механической обработки… Эффективность данного производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от…

Процесс доказывания и его особенности на различных стадиях уголовного процесса
Одной из важнейших задач правовой науки является вооружение правоохранительных органов государства действенными средствами и методами борьбы с… Решение этой задачи в значительной степени зависит от уровня развития… При этом на общем фоне усиления борьбы с преступностью уголовно-процессуальное законодательство должно сохранять…

Изучение особенностей электрических свойств магнитных жидкостей
Магнитные жидкости обладают уникальными магнитными свойствами: хорошей текучестью и намагниченностью. Важной особенностью ферромагнитных коллоидов, в отличие от большинства… Наблюдаемые в магнитной жидкости магнитомеханические, магнитооптические и электрофизические явления во многом…

Процесс доказывания и его особенности на различных стадиях уголовного процесса
Одной из важнейших задач правовой науки является вооружение правоохранительных органов государства действенными средствами и методами борьбы с… Решение этой задачи в значительной степени зависит от уровня развития… При этом на общем фоне усиления борьбы с преступностью уголовно-процессуальное законодательство должно сохранять…

Анизотропия проводимости магнитной жидкости в магнитном поле
В связи с этим, одним из важнейших макроскопических параметров, определяющим возможность перемещения электрических зарядов, выделяют… Поэтому целью настоящего выступления является представление результатов… Одним из наиболее ярких проявлений такого упорядочения являются обнаруженные особенности оптических свойств магнитных…

Критические точки – это точки, контролируемые при переходе от процесса к процессу. Для описываемого процесса критическими точками являются:
На сайте allrefs.net читайте: Критические точки – это точки, контролируемые при переходе от процесса к процессу. Для описываемого процесса критическими точками являются:...

Понятие и сущность нового уголовного процесса. Сущность уголовного процесса как отрасли права. Принципы уголовного процессуального права Украины
ОДЕССКАЯ ЮРИДИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ... Экономико правовой факультет в г Симферополе... КАФЕДРА УГОЛОВНО ПРАВОВЫХ ДИСЦИПЛИН...

0.036
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам