ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Индуктивные ячейки (.-ячейки) из "Высокочастотное титрованием с многозвенными ячейками" Высокочастотную индуктивную ячейку используют в кондуктометрии около 30 лет. Однако до недавнего времени отсутствовала теория, объясняющая принцип ее работы. Несмотря на большое число эквивалентных схем, описанных в литературе, отсутствовала удовлетворительная эквивалентная схема замещения, отсутствовали методы определения параметров предложенных эквивалентных схем замещения и, следовательно, методы расчета комплексного сопротивления. [c.39] Первоначально (1950 г.) для объяснения принципа действия индуктивной ячейки была предложена так называемая трансформаторная эквивалентная схема [ПО] (рис. П. 5, а). Индуктивную ячейку рассматривали как трансформатор, в котором от катушки индуктивности ( 1), представленной в качестве первичной обмотки, в исследуемом растворе, являющемся вторичной обмоткой ( а), вследствие эффекта электромагнитной индукции наводятся вихревые токи, перпендикулярные вектору магнитного поля катушки Потери энергии на вихревые токи, зависящие от проводимости раствора и частоты, обусловливают изменение комплексного сопротивления ячейки. [c.39] Комплексное сопротивление индуктивной ячейки для трансформаторной эквивалентной схемы (см. рис. II. [c.39] Характеристические кривые для действительной и мнимой составляющих выражения (II. 17) представлены на рис. 11.6, а соответственно кривыми / и 2. [c.40] С целью устранения недостатков двух предыдущих эквивалентных схем, в частности вследствие невозможности определения коэффициента связи k, в работе [98] (1957 г.) была описана более упрощенная эквивалентная схема без связи (см. рис. II. 5, в), которая по форме является аналогом параллельной эквивалентной схемы емкостной ячейки (см. рис. П.З, а). [c.41] Сравнение экспериментальных и вычисленных кривых для растворов различных концентраций при высоких частотах показало значительные расхождения, и поэтому в работе [34] трансформаторную эквивалентную схему предложено называть низкочастотной. Действительно, удовлетворительной сходимости между экспериментальными и теоретическими результатами при высоких частотах и нельзя было ожидать, так как в них не учитывается отмеченный в работе [108] так называемый емкостный эффект , который при высоких частотах оказывает значительное влияние на комплексное сопротивление ячейки и отражает изменение межвитковой емко-сти у индуктивности L[ при изменении концентрации исследуемого раствора. [c.41] В результате изучения полной формы характеристик ческой кривой индуктивной ячейки (сплощная линия на рис. II. 6, б) было подтверждено наличие емкостного эффекта и описано несколько эквивалентных схем с уче том этого эффекта. Так, в работе [98] (1957 г.) быда предложена комбинированная эквивалентная схема (см. [c.41] В работах [16, 18] (1962 г.) предложена схема, состоящая из трех параллельных ветвей (см. рис. II. 5, d). Первая ветвь содержит индуктивность (L), эквивалентную индуктивности внешней катушки и внесенной индуктивности, и сопротивление R ), эквивалентное суммарным потерям, включая раствор. Вторая ветвь содержит емкость (Сз) и сопротивление (/ з). эквивалентные начальным емкости и сопротивлению проводов. Третья ветвь так же состоит из емкости (С4), которая эквивалентна суммарной емкости ячейки с раствором, и сопротивления Ri), которое эквивалентно потерям в стенках сосуда. [c.42] В эквивалентных схемах, изображенных на рис. 1.5, г, д, учитывается емкостный эффект и предполагается. что при исследовании плохо проводящих растворов происходит взаимодействие между индуктивностью и раствором через электрическую составляющую подобно емкостной ячейке. В этом случае функционирует С-ветвь характеристической кривой (рис. II. 6, б). При измерении хорошо проводящих растворов (концентрированных) наблюдается эффект взаимодействия раствора с магнитным полем индуктивности и функционирует L-ветвь характеристической кривой (рис. II. 6, б). [c.42] Не рассматривая подробно отдельные недостатки эквивалентных схем рис. П. 5, г, д, которые детально обсуждаются в работах [34, ИЗ], отметим, что их общим недостатком является отсутствие сравнения экспериментальных и расчетных характеристических кривых и методов определения расчетных параметров эквивалентных схем. [c.42] Рассматриваемая эквивалентная схема (см. рис. П. 5, е) имеет такие же недостатки, как и предыдущие схемы. [c.43] После заполнения ячейки раствором эквивалентная схема ячейки преобразуется в схему, показанную на рис. II. 5, 3, где Ь — индуктивность ячейки, заполненной раствором, Я — потери, определяющиеся сопротивлением раствора. Таким образом, вычисление сводилось к определению составляющей гэфф, значение которой изменялось с изменением электропроводности раствора,и индуктивности катущки. [c.43] Семейство характеристических кривых для модели эквивалентной схемы рис. П. 7, а, при различных значениях моделирующей емкости Сг, приведено на рис. 2.9. Для сравнения на этом же рисунке приведена пунктирная кривая, полученная для растворов хлорида калия. Можно заметить, что форма кривой в значительной степени зависит от емкостного эффекта. При малых значениях моделирующей емкости кривая имеет U-образный вид, при больших значениях — S-образный. Причем влияние емкостного эффекта исчезает, когда концентрация раствора КС1 становится выше 0,1 н. Однако, практически, при концентрациях выше 0,1 н. (при х 5- Ю- См/м) ячейку не следует применять вследствие малой чувствительности. [c.45] Таким образом, можно прийти к выводу, что индуктивная высокочастотная ячейка работает за счет изменения межвиткового емкостного эффекта с концентрацией и индуктивность (обмотка) L выполняет роль внешних электродов, подобно электродам С-ячейки. [c.45] Вернуться к основной статье