Электрические поля и токи в атмосфере

В отсутствие внешнего электрического поля ионная атмосфера симметрична и силы, действующие на центральный ион, взаимно уравновешиваются. Если же приложить к раствору постоянное электрическое поле, то разноименно заряженные ионы будут перемещаться в противоположных направлениях. При этом каждый ион стремится двигаться в одну сторону, а окружающая его ионная атмосфера — в противоположную, вследствие чего направленное перемещение иона замедляется, а следовательно, уменьшается число ионов, проходящих через раствор в единицу времени, т. е. сила тока. Чем больше концентрация раствора, тем сильнее проявляется тормозящее действие ионной атмосферы на электрическую проводимость раствора. Значения степени диссоциации хлорида калия, вычисленные при 18 °С по электрической проводимости его растворов, показывают, что с ростом концентрации а падает [c.240]

Высокочастотное титрование — вариант бесконтактного кондуктометрического метода анализа, в котором анализируемый раствор подвергают действию электрического поля высокой частоты (порядка нескольких мегагерц). При повышении частоты внешнего электрического поля электропроводность растворов электролитов увеличивается (эффект Дебая — Фалькенгагена), поскольку уменьшается амплитуда колебания ионов в поле переменного тока, период колебания ионов становится соизмерим с временем релаксации ионной атмосферы (примерно 10 с для разбавленных растворов), тормозящий релаксационный эффект снимается. Поле высокой частоты деформирует молекулу, поляризуя ее (деформационная поляризация) и заставляет полярную молекулу определенным образом перемещаться (ориентационная поляризация). В результате таких поляризационных эффектов возникают кратковременные токи, изменяющие электропроводность, диэлектрические свойства и магнитную проницаемость растворов. Измеряемая в этих условиях полная электропроводность высокочастотной кондуктометрической ячейки X складывается из активной составляющей А/акт — ИСТИННОЙ ПрО-водимости раствора — и реактивной составляющей реакт — МНИ-мой электропроводности, зависящей от частоты и типа ячейки [c.111]

Если к двум сторонам пористой диафрагмы, разделяющей два объема жидкости, прикладывается разность потенциалов, то наряду с протеканием электрического тока возникает электроосмотический перенос жидкости через диафрагму. Поскольку материал диафрагмы неэлектропроводен, силовые линии внешнего электрического поля точно следуют капиллярам диафрагмы (см. рис. УП—9) поэтому при электроосмосе должно, как правило, соблюдаться условие параллельности внешнего поля поверхности твердой фазы. Это позволяет применить для описания скорости электроосмоса уравнение Гельмгольца — Смолуховского в виде (УП—28). В достаточно широких по сравнению с толщиной ионной атмосферы капиллярах практически вся жидкость, кроме малой ее части, непосредственно при- VII—18 [c.203]

Из карбида кремния изготовляют нелинейные сопротивления (варисторы), т. е. приборы, значение омического сопротивления которых зависит от приложенной к ним напряженности электрического поля. Диоды и транзисторы, изготовленные из Si , могут работать при высокой температуре. Тонкие слои Si хорошо защищают р—п-переходы приборов. Термопара из Si и В4С развивает большую термО ЭДС даже при очень высокой температуре. Сформированная смесь из карборунда, кремния и глицерина и обожженная при 1500° в атмосфере азота называется силитом. Это прочное и химически стойкое, вещество. Силит хорошо проводит электрический ток, поэтому его применяют для нагрева электропечей выше 1000 С. [c.363]

Источником излучения является обычно лампа с полым катодом, содержащим определяемый элемент. Катод такой лампы изготовляют в виде металлического стаканчика, в котором происходит испарение вещества и возбуждение атомов элементов при электрическом разряде в атмосфере инертного газа под небольшим давлением ( 10 Па). Катоды, изготовленные из элементов с относительно низкими температурами плавления, легко разрушаются. Для определения таких элементов используют графитовые катоды, пропитанные солями определяемых элементов. Анод в виде металлического стержня размещают рядом с катодом и оба электрода помещают в стеклянный баллон со стеклянным или кварцевым окошком. Лампа питается током от высокоточного выпрямителя — стабилизатора, дающего напряжение 500...600 В с колебаниями, не превышающими сотых долей процента. [c.98]

Электрические поля и токи в нижних слоях земной атмосферы. Что касается нижних слоёв атмосферы, то ещё в 1725 году было устано влено, что здесь при нормальных (не возмущённых грозой) условиях существует электрическое поле, направленное так, что земля оказывается заряженной отрицательно пг> отношению к атмосфере. Градиент потенциала ат.м наибольший у поверхности земли и уменьшается с высотой. Градиент потенциала электрического поля нижних слоёв атмосферы имеет суточный и годовой ход, кроме того, он подвержен и непериодическим изменениям и раз личен в разных точках земного шара. Приводим в таблице 8 средние (многолетние) значения этого градиента в вольтах на метр, определённые на различных станциях. [c.414]

Ионизация атмосферы. Электрические поля и токи в атмосфере. Изложенная в предыдущей главе теория молнии касается лишь самого механизма грозового разряда и оставляет в стороне вопрос о процессе накопления электрических зарядов в облаках. Электрическое поле в нижних слоях земной атмосферы и распределение здесь электрических зарядов во время грозы коренным образом отличаются от поля и распределения зарядов в обычных условиях. [c.589]

Для получения дополнительных электронов можно применить нагреваемый катод, который бы эмиттировал электроны в основном посредством термоэлектронной, а не вторичной эмиссии. В этом случае разряд, который иногда называется низковольтной дугой, обеспечивается электронным током даже в высоком вакууме. Однако в вакууме ток будет ограничиваться пространственным зарядом, поскольку в этом случае в непосредственной близости от катода образуется электронное облако, и весь ток эмиссии сможет попасть на анод лишь тогда, когда к электродам будет приложено очень высокое напряжение. В атмосфере газа низкого давления соударения электронов с атомами газа приводят к генерации ионов, если приложенное напряжение превышает потенциал ионизации газа. Как и в случае самостоятельного тлеющего разряда, медленные ионы будут накапливаться у катода, и здесь возникнет темное пространство. Это темное пространство существенно отличается от катодного темного пространства в самостоятельном тлеющем разряде. Оно состоит из электронной оболочки, непосредственно примыкающей к катоду, и ионной оболочки, граничащей с плазмой. Пространство это часто называют двойной оболочкой. Оно выполняет две функции. Менее важная — это нейтрализовать пространственный заряд электронов, и более важная — служить виртуальным анодом, очень близко расположенным к катоду, так что электрическое поле здесь становится сравнимым с полем в высоком вакууме при очень высоких напряжениях, приложенных ко всей трубке. [c.413]

В настоящее время явления прохождения электрического тока через растворы электролитов объясняются следующим образом. Каждый находящийся в растворе ион окружен равномерно со всех сторон ионами противоположного знака, образующими так называемую ионную атмосферу. Под влиянием приложенной извне разности потенциалов ионы начнут перемещаться к противоположно заряженным электродам. При своем движении ионы будут испытывать тормозящее действие двух сил. Одна из них возникает в результате деформации ионной атмосферы при движении иона. Когда ион не движется, его ионное облако имеет шаровую симметрию двигаясь в электрическом поле, ион вырывается из своей донной атмосферы, которая, таким образом, становится асимметричной. Позади иона создается избыток противоположно заряженных ионов, тормозящих его движение. [c.80]

S)to дало возможность определить свободные энергии образования положительных и отрицательных ионных вакансий вблизи дислокаций [45]. Движение дислокаций в электрическом поле было показано как в опытах с переменным током (микроволновый диапазон волн [46]), так и в опытах с постоянным током (миграция ямок травления [47]). Заряженный линейный дефект (дислокация) с цилиндрическим пространственным зарядом по своей природе аналогичен как поверхностному заряду на границе раздела с примыкающим к ней приповерхностным зарядом, так и заряженному точечному дефекту с его сферической ионной атмосферой Дебая — Хюккеля. [c.563]

Кристаллы солей построены из ионов. При растворении кристаллов в воде ионы разъединяются. Однако их свободному движению в растворе препятствуют электростатические силы, действующие между противоположно заряженными ионами. Ионы имеют сильное электрическое поле. Поле действует на соседние ионы каждый положительный ион отталкивается от одноименного иона и притягивается отрицательным. В свою очередь каждый отрицательный ион окружается положительными ионами. Таким образом, около каждого иона создается ионная атмосфера , замедляющая его движение в растворе. Чем выше концентрация электролита, тем сильнее проявляют себя электрические заряды ионов. Даже в разбавленных растворах сильных электролитов образуются ионные пары, тройники и другие группы ионов. Это приводит к уменьшению концентрации свободных ионов, переносящих ток через раствор. [c.18]

Если раствор находится под воздействием внешнего электрического поля, то ионная атмосфера, имеющая эффективный заряд, равный по величине, но противоположный по знаку заряду центрального иона, стремится двигаться вместе с присоединенными молекулами растворителя в направлении, противоположном движению центрального иона. Это вызывает замедление движения центрального иона, который в действительности движется против обратного тока растворителя, что равносильно увеличению вязкости (рис. 131). Это явление аналогично замедляющему действию растворителя на движение коллоидных частиц в электрическом поле, а поэтому было названо электрофоретическим эффектом. [c.318]

На фиг. 4а показан разрез такого водородно-кислородного элемента высокого давления. В качестве электролита в нем применялся 27%-ный водный раствор КОН. Полые цилиндрические электроды были изготовлены из никелевой сетки и активированы путем попеременного окисления на воздухе и восстановления в атмосфере водорода. Другие металлы, такие, как Р1, Рс1, Ag и Си, не применялись отчасти из-за их высокой стоимости, отчасти из-за того, что никелевые электроды имели более высокую коррозионную стойкость и лучшие электрические характеристики. После исследования многих вариантов электродов и рабочих условий была наконец достигнута плотность тока г = 13 жа/сл (в расчете на наружную поверхность внутреннего, положительного электрода) при напряжении и = 0,89 в и температуре I = 100° С (Г = 373° К). Вопреки ожиданиям повышение температуры не привело к дальнейшим улучшениям элемента. Это было вызвано необратимым анодным окислением кислородного электрода при электролизе. [c.33]

С аналитической точки зрения очень важным является вопрос о влиянии элементов, попадающих в плазму дуги из пробы и электродов, на температуру столба и электронную концентрацию. При атмосферном давлении концентрация паров материала электродов и пробы в дуговой плазме, как правило, не превышает 1 % и поэтому их присутствие практически не сказывается на теплопроводности дугового газа, определяющейся по-прежнему основными компонентами газовой атмосферы. Однако элементы пробы и электродов, обладающие низким потенциалом ионизации, поступая в разряд, увеличивают концентрацию заряженных частиц, а следовательно, и электропроводность плазмы. Это позволяет поддерживать разряд определенной плотности тока при меньшей напряженности поля в столбе дуги (с меньшей затратой электрической энергии), вследствие чего, согласно уравнению (54), снижается температура дуги. Например, экспериментально установлено [1034], что при введении в угольную дугу, горящую в атмосфере воздуха, небольших количеств алюминия, лития, калия величины Еэ и Т составляют соответственно 15,9 в см и 6000° К 12,7 в см и 5600° К 10,5 в см и 5100° К. [c.96]

Однако нельзя считать, что ион и ионная атмосфера уходят друг от друга, а именно — что ион без ионной атмосферы уходит в одну сторону, а ионная атмосфера без иона уходит в противоположную сторону. Части ионной атмосферы, которые в своем движении удаляются за пределы силового поля иона, рассеиваются и перестают быть ионной атмосферой. Ион в своем движении в растворе, входя в новые зоны раствора, немедленно формирует вокруг себя новые элементы ионной атмосферы. Если бы скорости движения иона Wi и ионной атмосферы пи а. были равны, то результирующая скорость ш обратилась бы в нуль. Это означало бы, что заряды в растворе практически не перемещаются и раствор электрического тока не проводит. Поэтому очевидно, что [c.135]

Аппарат для синтеза монокристаллов методом плавающей зоны должен состоять из следующих частей (блоков) нагревательного устройства, механизма для крепления и перемещения образца, камеры для создания защитной атмосферы (вакуума), пульта управления и контрольных устройств. Нагревательные устройства могут быть основаны на омическом нагреве косвенного нагревателя можно использовать зеркальные ( оптические ) печи, газовые лазеры, высокочастотный индуктор, электронные пушки нагрев может производиться также за счет тихого электрического разряда ( полый катод ) или переноса вещества в электрической дуге постоянного тока [c.229]

В отличие от нейтральных газов плазма под действием электрического н магнитного полей может менять свои свойства. При дуговом ра <ряде в атмосфере аргона или азота с высокой плотностью тока в магнитном поле развивается температура до 10 000° К. [c.26]

Весьма перспективным способом защиты откачиваемого объема от паров масла является применение ионных ловушек. Ионная ловушка (рис. 2-5) использует разряд с холодным катодом в поперечном магнитном поле. Цилиндрические стенки ловушки образуют катод, а по оси цилиндра расположен анод. Магнитное поле направлено вдоль оси цилиндра. Внизу полости разрядника находится отражательная поверхность. В результате совместного действия электрического и магнитного полей электроны описывают длинную циклоидальную траекторию и эффективно ионизуют молекулы газа и пара, которые затем устремляются к катоду, выбивая из него новые электроны, необходимые для поддержания разряда. Ток раз,ряда зависит от давления, составляя обычно несколько микроампер. В результате использования такой ловушки содержание углеводородов в атмосфере остаточных газов снижается до 1 % от первоначальной величины (рис. 2-6). Замечено также, что ионная ловушка снижает содержание и других компонентов остаточных газов. Например, содержание паров воды уменьшается до и первоначальной величины, а кислород почти полностью исчезает. [c.90]

Осадительные электроды представляют собой прямоугольные металлические рамы, внутри которых установлены металлические прутики диаметром 3 Газы, поступающие в актие-ную часть электрофильтра, под действием электрического поля, созданного током высокого напряжения, очищаются от находящейся в них во взвешенном состоянии пыли и, пройдя последовательно все три электрических поля, через выхлопную трубу выбрасываются в атмосферу. Осажденная на электродах пыль специальными механизмами встряхивается и поступает в бункер электрофильтра, откуда через спускные трубы возвращается в регенератор. Привод встряхивания коронирующих электродов изолирован от токонесущей части специальными шатуна ми-изоляторами. [c.96]

Эффект Дебая—Фалькенгагена заключается в том, что в поле очень высокой частоты электропроводность растворов сильных электролитов повышается. Это повышение обусловлено тем, что в электрическом поле высокой частоты ион не уходит далеко от центра ионной атмосферы, испытывая лишь некоторое колебательное движение вокруг этого центра. Отсутствие эффекта асимметрии исключает тормозящее действие релаксационного эффекта, поэтому А возрастает. Однако электрофоретический эффект в этом случае остается, поэтому с увел1 ением частоты тока Я возрастает лишь до значения Я=Яоо—А С. Частота тока, при которой наблюдается рассматриваемый эффект, зависит от времени релаксации. Для 1,1-зарядных электролитов время релаксации 0 можно примерно оценить по упрощенной формуле [c.186]

Проведенные испытания позволили рекомендовать следующие условия испытания масел на газостойкость атмосфера — воздух, температура 80 , средняя напряженность электрического поля 2,6 mjuM, частота тока 100 гц, длительность — 500 мин. [c.275]

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]

Электрические поля и токи в ни.кннх слоях земной атмосферы. ...................................................414 [c.6]

Электрическое состояние земной атмосферы устанавливается в результате динамического равновесия в каждом элементе объёма заряженные частицы постоянно образуются вновь под действием ряда ионизаторов, постоянно рекомбинируют и постоянно уносятся вертикальным электрическим током. В этом динамическом равновесии ещё не совсем ясен один вопрос причина постоянства (в среднем) земного полц, связанного с постоянством заряда земной поверхности. Действительно, как ни мала плотность вертикального тока г, этот ток должен был бы весьма быстро компенсировать отрицательный заряд земли и поле должно было бы быстро исчезнуть. [c.416]

В заключение остановимся на порошкообразных ЭЛ, светящихся при возбуждении постоянным электрическим полем [29]. В работе [39] указывается, что при тщательном приготовлении ЭЛ ZnS- u-Mn, то есть при строгом контроле содержания хлора, меди и марганца, а также атмосферы прокаливашш можно получить весьма эффективные ЭЛ, светящиеся в постоянном электрическом поле (квантовая эффективность может достигать 20%, а энергетический выход — примерно 1%), Как следует нз этой работы, путем повышения проводимости зереп ЭЛ удалось получить яркие образцы. Так, при прокаливании на воздухе яркость ЭЛ достигала 30 нт при плотности тока 0,1 ма/см прокалтшаиие в азоте обеспе- [c.12]

Третьим параметром электрического состояния нинчнпх слоёв земной атмосферы является плотность вертикального электрического тока в атмосфере ц она связана с удельной электропроводностью воздуха / и с напряжённостью поля Е известным соотношением [c.415]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология