Электропроводность в частоты, теория

Второй эффект — увеличение эквивалентной электропроводности при очень высоких частотах переменного тока —был предсказан П. Дебаем и X. Фалькенгагеном на основе теории Дебая — Гюккеля—Онзагера. Как следует из этой теории, если частота используемого для измерений переменного тока ш>2я/г, то симметрия ионной атмосферы не нарушается и исчезает релаксационный эффект торможения. В то же время электрофоретический эффект торможения сохраняется и Л не выходит на свое предельное значение Л°. Вин провел измерения электропроводности при помощи высокочастотного переменного тока и подтвердил существование эффекта Дебая — Фалькенгагена. Более того, увеличение эквивалентной электропроводности в эффекте Дебая — Фалькенгагена составляет /з от увеличения Л в эффекте Вина, что находится в согласии с уравнением (1У.62). [c.81]

Важным экспериментальным доказательством правильности теории Дебая — Онзагера является рост электропроводности с увеличением частоты поля (эффект Дебая — Фалькенгагена) и его напряженности (эффект Вина). [c.119]

Важным экспериментальным доказательством правильности теории Дебая — Онзагера является рост электропроводности с увеличением частоты поля (эффект Дебая— Фалькенгагена) и его напряженности (эффект Вина). Эффект Дебая — Фалькенгагена, или дисперсия электропроводности, сводится к тому, что электропроводность электролитов возрастает с ростом частоты переменного тока. Это явление можно объяснить следующим. При движении ионов в результате частичного смещения ионной атмосферы в сторону, противоположную движению центрального иона, возникает торможение (релаксационный эффект), являющееся следствием асимметрии в распределении зарядов вокруг иона. Если направление поля меняется за промежуток времени, меньший, чем время релаксации, то ионная атмосфера не будет успевать разрушаться, что приведет к уменьшению асимметрии. При достаточно большой частоте релаксационный эффект сведется к нулю и сохранится только влияние катафоретического эффекта. Следовательно, электропроводность возрастает. Поясним сказанное примером. Пусть скорость ионов равна uj eK. Тогда при частоте 50 пер1сек за один период ионы пройдут расстояние [c.115]

Зависимость электропроводности и диэлектрической постоянной сильных электролитов от частоты. Теория Дебая и Фалькенгагена [c.97]

Дисперсия электропроводности при высоких частотах была предсказана Дебаем и Фалькенгагеном [12], которые разработали теорию этого эффекта. В дальнейшем явление дисперсии было экспериментально обнаружено Заком и другими авторами [13]. [c.154]

Эффект Дебая — Фалькенгагена, или дисперсия электропроводности, сводится к тому, что электропроводность электролитов возрастает с ростом частоты переменного тока. Это явление легко объяснить на основании теории Дебая—-Онзагера. [c.119]

Одновременное измерение 8 и х в широком диапазоне частот является существенным как теоретически, так и экспериментально, так как приводит к более точно сбалансированному состоянию моста и более точным измерениям. Кроме того, общая теория диэлектриков учитывает явления электропроводности и предполагает частотную зависимость диэлектрических характеристик. [c.324]

Уравнения (156) —(160), а также уравнение (161) представляют собой основные выводы теории Дебая — Фалькенгагена относительно зависимости электропроводности и диэлектрической постоянной от высокой частоты. [c.100]

С,у, 0x2, Сгп Сц, 0-22, С (г)—функции, употребляемые в теории влияния частоты и напряженности ноля (эффект Вина) на электропроводность (гл. IV, 5 и 6). [c.8]

Фалькенгаген, Фрелих и Флейшер развили дальше предложенную Дебаем и Фалькенгагеном (см. 5) теорию влияния частоты на электропроводность и диэлектрическую постоянную в присутствии сильных полей. Эта теория не является такой полной, как изложенная выше теория Онзагера и Вильсона для нулевой частоты, так как в ней не учитывается электрофоретический эффект. Уравнения для влияния частоты имеют следующий вид [c.109]

R—специальная функция в теории влияния частоты поля на электропроводность, определяемая уравнением (160) гл. IV. [c.11]

Если к раствору электролита приложено переменное электрическое поле с частотой порядка этого времени релаксации, то атмосфера не успевает сделаться асимметричной и изменение подвижности ионов, связанное с асимметричностью их атмосфер, будет меньше, чем в стационарном случае. Эта идея лежит в основе развитой Дебаем и Фалькенгагеном теории влияния высоких частот на электропроводность ионных растворов. Отправным пунктом этой теории является уравнение (39) для нестационарного случая. [c.45]

Для дальнейшего развития теории влияния частоты тока на электропроводность и диэлектрическую постоянную в применении к смесям сильных электролитов сыграли роль работы Фалькенгагена и Фишера [15]. [c.101]

Теоретическое рассмотрение вопроса о влиянии частоты переменного тока на эффективную величину электропроводности показало, что это влияние может достигнуть значительных масштабов. Опытные данные подтвердили общие заключения теории. [c.147]

Было показано, что коэффициенты наклона кривых зависимости электропроводности от напряженности поля уменьшаются при увеличении концентрации электролита. Это отклонение от хода кривой, соответствующего теоретической зависимости, происходит при той концентрации, при которой зависимость 1дЛ от 1д с начинает отклоняться от прямолинейной из-за образования ионных тройников. Теория не учитывает влияния поля на образование ионных тройников. Некоторые измерения, выполненные при частоте 500 — 1500 периодов, показывают, что коэффициенты наклона кривых зависимости электропроводности от напряженности поля значительно уменьшаются при увеличении частоты. Это явление подробно исследовали Мид и Фуосс [22]. [c.213]

Второй эффект — увеличение эквивалентной электропроводности при очень высоких частотах переменного тока — был предсказан П. Дебаем и X. Фалькенгагеном на основе теории Дебая — Гюккеля — Онзагера. Как вытекает из этой теории, если частота используемого для измерений переменного тока (о>2л/т, то симметрия ионной атмосферы не нарушается и исчезает релаксационный эффект торможе- [c.72]

В заключение следует отметить, что явления, наблюдаемые при изучении электропроводности в случае токов очень высокой частоты и при больших градиентах потенциала, представляют собой замечательное доказательство правильности предложенной Дебаем и Гюккелем и описанной в этой главе теории электропроводности электролитов, которая основана на предположении о существовании ионной атмосферы, окружающей каждый ион. а теория не только качественно объясняет всевозможные экспериментальные результаты определения [c.157]

Если для изменений электропроводности растворов электролитов использовать импульсы тока с напряженностью порядка 40 МВ/м, то ионы проходят расстояние, равное радиусу ионной атмосферы, за время, меньшее времени релаксации т. В этих условиях оба тормозящих эффекта (электрофоретический и релаксационный) отсутствуют и эквивалентная электропроводность достигает своего предельного значения Л". Это явление получило название эффекта Вина. Если же для измерений электропроводности растворов электролитов применять переменный ток столь высокой частоты, что ы > 2л/т, то отсутствует лишь релаксационный эффект торможения, о явление, названное эффектом Дебая — Фалькенгагена, было предсказано авторами на основе теории Д( ая — Гюккеля — Онзагера и гюлучило затем экспериментальное подтверждение. [c.89]

Следует, однако, подчеркнуть, что масштабы этого прироста и действительная его природа в настоящее время не изучены в особенности это относится к растворам средних и высоких концентраций. В соответствии с теорией Дебая — Фалькенгагена молярная электропроводность раствора электролита при частоте а> [c.31]

Принцип суперпозиции позволяет, используя функцию спадания тока при постоянном напряжении, рассчитать фактор диэлектрических потерь в переменных электрических полях. Согласно теории 17, 8] эффективная электропроводность, измеренная в переменном электрическом поле с круговой частотой ш, равна эффективной проводимости, определенной спустя т сек после подачи постоянного напряжения, если [c.14]

Однако к настоящему времени обнаружено много эксперимент. факторов, к-рые противоречат тепловой теории и разл. ее модификациям. Ранние электрич. теории, предложенные для объяснения механизма хим. действия кавитации, также нельзя считать удовлетворительными. В наиб, мере соответствующей экспериментальным данным можно считать новую электрич. теорию, разработанную в 1985. В этой теории рассматривается двойной электрич, слой на пов-сти расщепляющегося кавитационного пузырька. Показано, что при его расщеплении образуется нескомпенсир. электрич. заряд Q, к-рый зависит от радиуса щейки (г) образующегося пузырька, дзета-потенциала (см. Электрокииетические явления), частоты и амплитуды акустич. колебаний, электропроводности жидкости и т. д. При отрыве осколочного пузырька нескомпенсир. заряд локализуется на малой площадке радиуса г. Напряженность возникающего электрич. поля = [c.34]

На основании своей теории Дебай и Гюккель [10] внесли также существенный вклад в теорию электропроводности электролитов. Несколько позже, развивая общую теорию движения ионов, Онзагер [11] вывел предельный закон для электропроводности электролитов. Впоследствии теория электропроводности Онзагера была расширена Дебаем и Фалькенгагеном [12], которые учли влияние высокой частоты переменного тока на электропроводность и диэлектрическую постоянную. Предельный закон для вйзкости растворов электролитов вывел Фалькенгаген [13], а общие законы диффузии электролитов были изучены Онзагером и Фуоссом [14]. Далее, Иоос и Блю-ментрит [15] исследовали с теоретической точки зрения эффект Вина, т. е. влияние сильных электрических полей на свойства растворов электролитов. Позднее Вильсон [16] дал полное решение этого вопроса для случая электролитов, диссоциирующих на два иона. Очень интересная теория влияния сильных полей на ионизацию слабых электролитов была развита Онзагером [17]. [c.34]

В гл. II мы ознакомились с основными положениями теории, необходимыми для изложения динамики ионных атмосфер. Используя для решения этой проблемы общее уравнение непрерывности (39) гл. II, а также вводя некоторые другие важные представления, можно вывести точные уравнения, которые позволяют вычислить обусловленные кулоновскими силами электростатические составляющие вязкости, электропроводности и диффузии разбавленных растворов электролитов. В создании и дальнейшем развитии этой сложной теории участвовали Дебай и Гюккель, Фалькенгаген и Онзагер. Так как для решения всех этих вопросов требуется применение весьма специализированных математических методов, то мы не будем приводить полное изложение указанной теории. Нами будут рассмотрены принципиальные физические основы теории и изложены важнейшие этапы выводов. Эto облегчит читателю знакомство с литературой, к которой он может обратиться, если пожелает получить более глубокие познания в этой области. Вслед за теорией вязкости, электропроводности и диффузии будет рассмотрена теория влияния высокой частоты переменног о тока и сильных электрических полей на электропроводность. В окончательном виде полученные теоретические закономерности будут иметь форму, удобную для вычислений. Связанные с теорией вопросы, более важные для практических вычислений, подробно рассматриваются ниже, в гл. V, в которой приведены упрощенные уравнения, а также таблицы соответствующих численных констант. [c.74]

При выводе этого уравнения для бинарных электролитов Горин воспользовался теорией Дебая — Гюккеля для вычисления потенциала на поверхности иона, допустив при этом, что наложенное внешнее поле не искажает существенным образом строение ионных атмосфер. При этом допущении не учи-ттывается потенциал асимметрии Напомним, что наличие фу в уравнении Онзагера является существенной особенностью этого уравнения, удовлетворительно описывающего с помощью функции влияние сильных полей и высокой частоты. Уравнение Горина, несмотря на его недостаточную теоретическую обоснованность, можно применять для вычисления электропроводности и чисел переноса в пределах значительного интервала концен- [c.157]

Рис. 36 иллюстрирует влияние частоты на электропроводность 0,001 н. раствора сернокислого магния. Сплошной линией изображена зависимость, эффекта дисперсии электропроводности, выраженного в процентах, от длины волны в метрах. Эта сплошная линия соответствует вычисленным на основе теории значениям эффекта, а точки йредставляЮт собой экспериментальные [c.206]

Фалькенгаген, Фрёлих и Флейшер [64] показали, что их теория влияния частоты на электропроводность при сильных полях качественно согласуется с данными Майкелса [65]. Так как экспериментальные данные в этой области весьма немногочисленны, то необходимы дальнейшие исследования. [c.210]

На основе электростатической теории была разработана Онзагером теория электропроводности сильных электролитов, которая базируется на представлении о конечном времени релаксации ионной атмосферы дано объяснение так называемого эффекта Вина Дебаем и Фалькенхагеном высказано предположение о высокочастотном эффекте, заключающемся в возрастании электропроводности с частотой переменного тока. [c.50]

На основании теории Дебая — Хюккеля Дебаем и Фалькенга-геном было показано, что в полях высокой частоты электропроводность растворов электролитов и их диэлектрическая проницаемость изменяются [17, стр. 224]. [c.30]

Литтлом и Смитом [30] была исследована ионная электропроводность разбавленных водных растворов хлористого кализ при высоких частотах, а Литтлом [31] —диэлектрическая постоянная водных растворов ряда электролитов (для низких частот). В этих работах показано, что экспериментальные результаты могут быть интерпретированы количественно, в предположении, что ионы в разбавленных водных растворах окружены тем же числом молекул воды, что и молекулы воды в воде (наилучшее согласие теории с экспериментальными данными получается, если числа молекул в трех первых координационных сферах приняты равными 4 И и 22). [c.53]

Определение электропроводности при высоком напряжении и высокой частоте. Измерение электропроводности электролитов с помощью переменного тока очень высокой частоты или высокого напряжения приобрело особый интерес в связи с современными теориями растворов электролитов. В этих особых условиях обычный метод мостика Уитстона неприменим в связи с этим были использованы некоторые другие экспериментальные методы. Основная трудность заключается в определении положения равновесия было показано, что наиболее подходящим для этой цели является бареттерный мостик. Одна из разновидностей такого мостика изображена на рис. 19, II по существу это мостик Уитстона. Одна из ветвей его содержит самоиндукции и и небольшую бареттерную лампу с тонкой нитью параллельно с бареттером включена самоиндукция М , предназначенная для связи с главным контуром, и конденсатор Сг. Другая ветвь мостика содержит самоиндукции и 4 и бареттер 1 , который по своим свойствам должен быть идентичен 1 , этот бареттер также шунтирован самоиндукцией Жа и конденсатором С . Две другие ветви мостика составляют переменные сопротивления и Постоянное напряжение накладывается на мостик с помощью батареи постоянного тока, нульинструментом служит гальванометр Г. Включенная последовательно с гальванометром самоиндукция препятствует прохождению через него индуцированных токов. В начале опыта мостик уравновешивается с помощью сопротивлений и [c.83]

Изучение льда, содержащего добавки ионов, позволяет получить дополпительпую информацию о диэлектрической релаксации и механизме электропроводности. Для нормального чистого льда Грёнишер и сотр. [199] развили теорию дисперсионного поведения, связанного с вращением структурных элементов возле О-и -дефектов Бьеррума. Они получили следующее кинетическое уравнение для дисперсионной частоты 1/тд, связанной с переориентацией связи у -дефектов [c.153]

Дисперсия электропроводности. Есть еще одна возможность ослабить действие ионных атмосфер. Состоит она в том, что электропроводность измеряется в переменных полях очень большой частоты. Тогда ионы будут настолько быстро колебаться от одних положений к другим и обратно, что ионные атмосферы не успеют разрушаться. В этих случаях мы должны ожидать устранения релаксационной силы торможения (катафоретическаясила остается, так как ионные атмосферы не исчезают). В пределе очень больших частот переменного поля слагаемое Х в (263) должно стремиться к нулю, аХ — к пределу Х = Хда — Х , т. е. принимать некоторое промежуточное значение (между X для обычных полей и Х при бесконечном разведении), которое может быть вычислено из теории Дебая и Гюккеля. Этот новый эффект был предсказан Дебаем и Фалькенгагеном. Он был назван дисперсией электропроводности. Заметного эффекта можно ожидать в водных растворах, как показывает расчет, при полях порядка 10 колебаний в секунду (длины волн порядка 1000 м), а полного исчезновения релаксационной силы — при частотах порядка миллионов (длины волн порядка 10 м). Экспериментально дисперсия эдектропроводности была найдена 3 а к о м (1928) в лаборатории Дебая и затем была количественно изучена им и другими исследователями. Разность между X в обычных полях малых частот и предельной величиной для очень быстропеременных полей дает силу релаксации [см. пояснения к формуле (266)] в хорошем согласии с теорией. [c.339]

Из вышеизложенного следует, что зависимости р , от темпе-, ратуры и т для полярных полимеров, у которых наблюдается дп-польно-радикальная поляризация, могут при Т<,Т опреде-. ляться данной поляризацией. Это становится возможным, если электропроводность полимера невелика и соответствующий остаточный ток меньше поляризационного, что и обнаружено в стеклообразном состоянии полимеров. В связи с этим можно попытаться на основании известных зависимостей дипольно-радикальных потерь от температуры и частоты с помощью теории диэлектри-. ческих потерь рассчитать зависимости р от Т и т в области про явления дипольно-радикальной поляризации. Такая попытка была сделана Сажиным и Филиппович [50]. [c.57]

При такой записи усредненных сечений выражение коэффициентов переноса (а точнее, их первое приблинтение [16]) совпадает с выранче-нием этих коэффициентов в элементарной теории свободного пробега. Это обстоятельство облегчает непосредственное сравнение теоретических значений сечений с данными, полученны ми согласно правилам элементарной кинетической теории при измерении макроскопических величин (например, частоты столкновений, электропроводности, подвижности и т. д.). Это также позволяет упростить оценку длин свободного пробега, которые часто оказываются полезными при решении газодинамических задач. [c.13]