Сопротивление через плотность: Плотность, Удельное электрическое сопротивление | Решение задач онлайн

Содержание

Электрический ток — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

 

Основные теоретические сведения

Электрический ток. Сила тока. Сопротивление

К оглавлению…

В проводниках при определенных условиях может возникнуть непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда. Такое движение называется электрическим током. За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов, хотя в большинстве случае движутся электроны – отрицательно заряженные частицы.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени t, к этому интервалу времени:

Если ток не постоянный, то для нахождения количества прошедшего через проводник заряда рассчитывают площадь фигуры под графиком зависимости силы тока от времени.

Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется

постоянным. Сила тока измеряется амперметром, который включается в цепь последовательно. В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах [А]. 1 А = 1 Кл/с.

Средняя сила тока находится как отношение всего заряда ко всему времени (т.е. по тому же принципу, что и средняя скорость или любая другая средняя величина в физике):

Если же ток равномерно меняется с течением времени от значения I1 до значения I2, то можно значение среднего тока можно найти как среднеарифметическое крайних значений:

Плотность тока – сила тока, приходящаяся на единицу поперечного сечения проводника, рассчитывается по формуле:

При прохождении тока по проводнику ток испытывает сопротивление со стороны проводника. Причина сопротивления – взаимодействие зарядов с атомами вещества проводника и между собой.

Единица измерения сопротивления 1 Ом. Сопротивление проводника R определяется по формуле:

где: l – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление материала проводника (будьте внимательны и не перепутайте последнюю величину с плотностью вещества), которое характеризует способность материала проводника противодействовать прохождению тока. То есть это такая же характеристика вещества, как и многие другие: удельная теплоемкость, плотность, температура плавления и т.д. Единица измерения удельного сопротивления 1 Ом·м. Удельное сопротивление вещества – табличная величина.

Сопротивление проводника зависит и от его температуры:

где: R0 – сопротивление проводника при 0°С, t – температура, выраженная в градусах Цельсия, α – температурный коэффициент сопротивления. Он равен относительному изменению сопротивления, при увеличении температуры на 1°С.

Для металлов он всегда больше нуля, для электролитов наоборот, всегда меньше нуля.

Диод в цепи постоянного тока

Диод – это нелинейный элемент цепи, сопротивление которого зависит от направления протекания тока. Обозначается диод следующим образом:

Стрелка в схематическом обозначении диода показывает, в каком направлении он пропускает ток. В этом случае его сопротивление равно нулю, и диод можно заменить просто на проводник с нулевым сопротивлением. Если ток течет через диод в противоположном направлении, то диод обладает бесконечно большим сопротивлением, то есть не пропускает ток совсем, и является разрывом в цепи. Тогда участок цепи с диодом можно просто вычеркнуть, так как ток по нему не идет.

 

Закон Ома. Последовательное и параллельное соединение проводников

К оглавлению…

Немецкий физик Г.Ом в 1826 году экспериментально установил, что сила тока

I, текущего по однородному металлическому проводнику (то есть проводнику, в котором не действуют сторонние силы) сопротивлением R, пропорциональна напряжению U на концах проводника:

Величину R принято называть электрическим сопротивлением. Проводник, обладающий электрическим сопротивлением, называется резистором. Это соотношение выражает закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Проводники, подчиняющиеся закону Ома, называются линейными. Графическая зависимость силы тока I от напряжения U (такие графики называются вольт-амперными характеристиками, сокращенно ВАХ) изображается прямой линией, проходящей через начало координат. Следует отметить, что существует много материалов и устройств, не подчиняющихся закону Ома, например, полупроводниковый диод или газоразрядная лампа. Даже у металлических проводников при достаточно больших токах наблюдается отклонение от линейного закона Ома, так как электрическое сопротивление металлических проводников растет с ростом температуры.

Проводники в электрических цепях можно соединять двумя способами: последовательно и параллельно. У каждого способа есть свои закономерности.

1. Закономерности последовательного соединения:

Формула для общего сопротивления последовательно соединенных резисторов справедлива для любого числа проводников. Если же в цепь последовательно включено n одинаковых сопротивлений R, то общее сопротивление R0 находится по формуле:

2. Закономерности параллельного соединения:

Формула для общего сопротивления параллельно соединенных резисторов справедлива для любого числа проводников. Если же в цепь параллельно включено n одинаковых сопротивлений R, то общее сопротивление R0 находится по формуле:

Электроизмерительные приборы

Для измерения напряжений и токов в электрических цепях постоянного тока используются специальные приборы – вольтметры и амперметры.

Вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к его клеммам. Он подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение разности потенциалов. Любой вольтметр обладает некоторым внутренним сопротивлением RB. Для того чтобы вольтметр не вносил заметного перераспределения токов при подключении к измеряемой цепи, его внутреннее сопротивление должно быть велико по сравнению с сопротивлением того участка цепи, к которому он подключен.

Амперметр предназначен для измерения силы тока в цепи. Амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь измеряемый ток. Амперметр также обладает некоторым внутренним сопротивлением RA. В отличие от вольтметра, внутреннее сопротивление амперметра должно быть достаточно малым по сравнению с полным сопротивлением всей цепи.

 

ЭДС. Закон Ома для полной цепи

К оглавлению…

Для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической замкнутой цепи устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения. Такие устройства называются источниками постоянного тока. Силы неэлектростатического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются

сторонними силами.

Природа сторонних сил может быть различной. В гальванических элементах или аккумуляторах они возникают в результате электрохимических процессов, в генераторах постоянного тока сторонние силы возникают при движении проводников в магнитном поле. Под действием сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему в замкнутой цепи может поддерживаться постоянный электрический ток.

При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока сторонние силы, действующие внутри источников тока, совершают работу. Физическая величина, равная отношению работы Aст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС):

Таким образом, ЭДС определяется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда. Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи: сила тока в замкнутой цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на общее (внутреннее + внешнее) сопротивление цепи:

Сопротивление r – внутреннее (собственное) сопротивление источника тока (зависит от внутреннего строения источника). Сопротивление R – сопротивление нагрузки (внешнее сопротивление цепи).

Падение напряжения во внешней цепи при этом равно (его еще называют напряжением на клеммах источника):

Важно понять и запомнить: ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока не меняются, при подключении разных нагрузок.

Если сопротивление нагрузки равно нулю (источник замыкается сам на себя) или много меньше сопротивления источника, то тогда в цепи потечет

ток короткого замыкания:

Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой ε и внутренним сопротивлением r. У источников с малым внутренним сопротивлением ток короткого замыкания может быть очень велик, и вызывать разрушение электрической цепи или источника. Например, у свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях, сила тока короткого замыкания может составлять несколько сотен ампер. Особенно опасны короткие замыкания в осветительных сетях, питаемых от подстанций (тысячи ампер). Чтобы избежать разрушительного действия таких больших токов, в цепь включаются предохранители или специальные автоматы защиты сетей.

Несколько источников ЭДС в цепи

Если в цепи присутствует

несколько ЭДС подключенных последовательно, то:

1. При правильном (положительный полюс одного источника присоединяется к отрицательному другого) подключении источников общее ЭДС всех источников и их внутреннее сопротивление может быть найдено по формулам:

Например, такое подключение источников осуществляется в пультах дистанционного управления, фотоаппаратах и других бытовых приборах, работающих от нескольких батареек.

2. При неправильном (источники соединяются одинаковыми полюсами) подключении источников их общее ЭДС и сопротивление рассчитывается по формулам:

В обоих случаях общее сопротивление источников увеличивается.

При параллельном подключении имеет смысл соединять источники только c одинаковой ЭДС, иначе источники будут разряжаться друг на друга. Таким образом суммарное ЭДС будет таким же, как и ЭДС каждого источника, то есть при параллельном соединении мы не получим батарею с большим ЭДС. При этом уменьшается внутреннее сопротивление батареи источников, что позволяет получать большую силу тока и мощность в цепи:

В этом и состоит смысл параллельного соединения источников. В любом случае при решении задач сначала надо найти суммарную ЭДС и полное внутреннее сопротивление получившегося источника, а затем записать закон Ома для полной цепи.

 

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

К оглавлению. ..

Работа A электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в теплоту Q, выделяющееся на проводнике. Эту работу можно рассчитать по одной из формул (с учетом закона Ома все они следуют друг из друга):

Закон преобразования работы тока в тепло был экспериментально установлен независимо друг от друга Дж.Джоулем и Э.Ленцем и носит название закона Джоуля–Ленца. Мощность электрического тока равна отношению работы тока A к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена, поэтому она может быть рассчитана по следующим формулам:

Работа электрического тока в СИ, как обычно, выражается в джоулях (Дж), мощность – в ваттах (Вт).

 

Энергобаланс замкнутой цепи

К оглавлению…

Рассмотрим теперь полную цепь постоянного тока, состоящую из источника с электродвижущей силой ε и внутренним сопротивлением r и внешнего однородного участка с сопротивлением R. В этом случае полезная мощность или мощность, выделяемая во внешней цепи:

Максимально возможная полезная мощность источника достигается, если R = r и равна:

Если при подключении к одному и тому же источнику тока разных сопротивлений R1 и R2 на них выделяются равные мощности то внутреннее сопротивление этого источника тока может быть найдено по формуле:

Мощность потерь или мощность внутри источника тока:

Полная мощность, развиваемая источником тока:

КПД источника тока:

 

Электролиз

К оглавлению…

Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов с металлоидами в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества. Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.

Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением вещества на электродах. Это явление получило название электролиза.

Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией.

Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком М.Фарадеем в 1833 году. Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе. Итак, масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

Величину k называют электрохимическим эквивалентом. Он может быть рассчитан по формуле:

где: n – валентность вещества, NA – постоянная Авогадро, M – молярная масса вещества, е – элементарный заряд. Иногда также вводят следующее обозначение для постоянной Фарадея:

 

Электрический ток в газах и в вакууме

К оглавлению…

Электрический ток в газах

В обычных условиях газы не проводят электрический ток. Это объясняется электрической нейтральностью молекул газов и, следовательно, отсутствием носителей электрических зарядов. Для того чтобы газ стал проводником, от молекул необходимо оторвать один или несколько электронов. Тогда появятся свободные носителя зарядов — электроны и положительные ионы. Этот процесс называется ионизацией газов.

Ионизировать молекулы газа можно внешним воздействием — ионизатором. Ионизаторами может быть: поток света, рентгеновские лучи, поток электронов или α-частиц. Молекулы газа также ионизируются при высокой температуре. Ионизация приводит к возникновению в газах свободных носителей зарядов — электронов, положительных ионов, отрицательных ионов (электрон, объединившийся с нейтральной молекулой).

Если создать в пространстве, занятом ионизированным газом, электрическое поле, то носители электрических зарядов придут в упорядоченное движение – так возникает электрический ток в газах. Если ионизатор перестает действовать, то газ снова становится нейтральным, так как в нем происходит рекомбинация – образование нейтральных атомов ионами и электронами.

Электрический ток в вакууме

Вакуумом называется такая степень разрежения газа, при котором можно пренебречь соударением между его молекулами и считать, что средняя длина свободного пробега превышает линейные размеры сосуда, в котором газ находится.

Электрическим током в вакууме называют проводимость межэлектродного промежутка в состоянии вакуума. Молекул газа при этом столь мало, что процессы их ионизации не могут обеспечить такого числа электронов и ионов, которые необходимы для ионизации. Проводимость межэлектродного промежутка в вакууме может быть обеспечена лишь с помощью заряженных частиц, возникших за счет эмиссионных явлений на электродах.

Удельное сопротивление нихрома, плотность, теплопроводность, теплоемкость

Рассмотрены состав и основные физические свойства нихрома: удельное электрическое сопротивление, температура плавления, максимальная рабочая температура, удельная теплоемкость, коэффициент теплового линейного расширения, плотность нихрома и его теплопроводность.

Свойства в таблицах указаны для следующих марок:

  • ферронихром Х15Н60;
  • нихром Х20Н80;
  • сплав Nikrothal 80;
  • сплав, содержащий 10% хрома и 90% никеля.

Удельное сопротивление нихрома, его температура плавления и применения

В таблице представлено удельное электрическое сопротивление нихрома в зависимости от температуры в интервале от 20 до 1200°С. Удельное сопротивление нихрома указано в размерности мкОм·м. Например, при температуре 900°С нихром Х20Н80-Н имеет удельное электрическое сопротивление, равное 1,149 микро Ом·м (или 1,149·10-6 Ом·м).

С ростом температуры удельное сопротивление нихрома увеличивается. В процессе нагрева увеличение сопротивления нихрома от температуры может составлять 7…11% в интервале 20…1200°С. Однако, прямая линейная зависимость удельного сопротивления от температуры характерна только для ферронихрома Х15Н60, содержащего большое количество железа.

Сплавы Ni-Cr с низким содержанием железа имеют иной характер зависимости сопротивления от температуры: нихром Х20Н80 показывает снижение величины удельного сопротивления в диапазоне от 500 до 900°С; удельное сопротивление нихрома марки Nikrothal 80 не зависит от температуры в интервале 400…900°С.

Удельное сопротивление нихрома (мкОм·м) в зависимости от температуры
Температура, °C Х15Н60 Х20Н80-Н Nikrothal 80
20 1,12 1,13 1,09
100 1,135 1,137 1,101
200 1,152 1,147 1,112
300 1,172 1,155 1,123
400 1,189 1,163 1,134
500 1,203 1,166 1,134
600 1,213 1,156 1,134
700 1,213 1,148 1,134
800 1,22 1,147 1,134
900 1,229 1,149 1,134
1000 1,238 1,158 1,145
1100 1,248 1,167 1,155
1200 1,175 1,166

Температура плавления нихрома составляет 1400°С. Ферронихром Х15Н60 имеет чуть более низкую температуру плавления. Максимальная рабочая температура рассмотренных сплавов имеет значение 1125…1200°С.

Основное назначение нихрома — применение в виде ленты и проволоки для электрических нагревателей. Необходимо отметить, что максимальная температура применения нихромовой проволоки существенно зависит от ее диаметра. Например, согласно ГОСТ 12766.1-90, для проволоки Х20Н80-Н диаметром 0,2 мм максимальная рабочая температура на воздухе составляет всего 950°С. При увеличении диаметра такой проволоки до 1 мм ее рабочая температура может достигать 1100°С.

Состав нихрома, его температура плавления и максимальная рабочая температура
Марка нихрома Состав tпл, °C tраб, °C
Х15Н60 55-61% Ni, 15-18% Cr, остальное Fe 1390 1125
Х20Н80-Н Основной Ni, 20-23% Cr, Fe не более 1% 1400 1200
Nikrothal 80 Основной Ni, 19-21% Cr, Fe не более 2% 1400 1200

Теплоемкость, линейное расширение, плотность и теплопроводность нихрома

В таблице представлены следующие физические свойства нихрома: удельная теплоемкость при 25°С, средний коэффициент теплового линейного расширения в интервале температуры от 20 до 1000°С и плотность нихрома при 25°С.

Следует отметить, что рассмотренные марки нихрома имеют близкие значения физических свойств. Плотность нихрома находится в диапазоне 8200…8660 кг/м3 и повышается с увеличением содержания в сплаве никеля. Коэффициент теплового линейного расширения нихрома при 20…1000°С имеет значение (17…18)·10-6 град-1. Удельная теплоемкость нихрома, в зависимости от марки, составляет 440…460 Дж/(кг·град).

Удельная теплоемкость, линейное расширение и плотность нихрома
Марка нихрома C, Дж/(кг·град) α·106, град-1 ρ, кг/м3
Нихром (10%Cr + 90%Ni) 460 18 8660
Х15Н60 460 17 8200
Х20Н80-Н 440 18 8400
Nikrothal 80 460 17,2 8300

Теплопроводность нихрома имеет величину, близкую по значению с теплопроводностью нержавеющей стали. В таблице приведены данные по теплопроводности рассмотренных сплавов при различных температурах в интервале от 0 до 600°С.

Теплопроводность нихрома увеличивается при нагревании. С повышением содержания никеля в сплаве его коэффициент теплопроводности повышается. К примеру, сплав, содержащий 10% Cr и 90% Ni, имеет наибольшую теплопроводность из рассмотренных сплавов, равную 17,4 Вт/(м·град) при 20°С.

Теплопроводность нихрома при различных температурах, Вт/(м·град)
t, °С → 0 20 100 200 300 400 500 600
Нихром (10%Cr + 90%Ni) 17,1 17,4 18,9 20,9 22,8 24,7
Х15Н60 11,8 13,3 14,6 16,1 17,5
Х20Н80-Н 12,2 13,6 13,8 15,6 17,2 18,9 22,6
Nikrothal 80 15 15 15 15 17 19 21

Источники:

  1. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
  2. ГОСТ 10994-74 Сплавы прецизионные. Марки.
  3. ГОСТ 12766.1-90 Проволока из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением. Технические условия.
  4. ГОСТ 12766.3-90 Сплавы калиброванные прецизионные с высоким электрическим сопротивлением. Технические условия.
  5. Лариков Л.Н., Юрченко Ю.Ф. Тепловые свойства металлов и сплавов. Справочник Киев: Наукова думка, 1985 — 439 с.
  6. Сайт www.kanthal.com

Как влияет на нагрев проводников тепловое действие и плотность тока

Как влияет на нагрев проводников тепловое действие и плотность тока

Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение частиц или квазичастиц — носителей электрического заряда.

Под тепловым действием электрического тока понимают выделение тепловой энергии в процессе прохождения тока по проводнику. Когда через проводник проходит ток, образующие ток свободные электроны сталкиваются с ионами и атомами проводника, нагревая его.

Выделяемое при этом количество теплоты можно определить с помощью закона Джоуля-Ленца, который формулируется так: количество теплоты, выделяемое при прохождении электрического тока через проводник, равно произведению квадрата тока, сопротивления данного проводника и времени прохождения тока через проводник.

Приняв ток в амперах, сопротивление в омах, а время в секундах, получим количество теплоты в джоулях. А учитывая что произведение тока на сопротивление — есть напряжение, а произведение напряжения на ток — мощность, в результате оказывается, что количество выделенной теплоты в данном случае равно количеству электрической энергии, переданной данному проводнику во время прохождения по нему тока. То есть электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Получение тепловой энергии из электрической широко применяется с давних времен в различной технике. Электронагревательные приборы, такие как обогреватели, водонагреватели, электрические плиты, паяльники, электропечи и т. д., а также электросварка, лампы накаливания и многое другое используют именно этот принцип для получения тепла.

Но в большом количестве электрических устройств нагрев, вызываемый током, вреден: электродвигатели, трансформаторы, провода, электромагниты и т. д. — в данных устройствах, не предназначенных для получения тепла, нагрев снижает их КПД, мешает эффективной работе, и даже может привести к аварийным ситуациям.

Для любого проводника, в зависимости от параметров окружающей среды, характерно определенное допустимое значение величины тока, при котором проводник заметно не нагревается.

Так, например, для нахождения допустимой токовой нагрузки на провода, используют параметр «плотность тока», характеризующий ток, приходящийся на 1 кв.мм площади поперечного сечения данного проводника.

Допустимая плотность тока для каждого проводящего материала в определенных условиях своя, она зависит от многих факторов: от вида изоляции, интенсивности охлаждения, температуры окружающей среды, площади поперечного сечения и т. д.

К примеру для электрических машин, где обмотки изготавливают, как правило, из меди, величина предельно допустимой плотности тока не должна превышать 3-6 ампер на кв.мм. Для лампы накаливания, а точнее для ее вольфрамовой нити, — не более 15 ампер на кв.мм.

Для проводов осветительных и силовых сетей предельно допустимая плотность тока принимается исходя из вида их изоляции и площади поперечного сечения.

Если материалом проводника служит медь, а изоляция резиновая, то при площади сечения, например, в 4 кв.мм допускается плотность тока не более 10,2 ампер на кв.мм, а если сечение 50 кв.мм, то допустимая плотность тока будет всего 4,3 ампера на кв.мм. Если же проводники указанной площади не имеют изоляции, то допустимые плотности тока будут соответственно 12,5 и 5,6 ампер на кв.мм.

С чем же связано понижение допустимой плотности тока для проводников большего сечения? Дело в том, что проводники с существенной площадью поперечного сечения, в отличие от проводников малого сечения, имеют больший объем проводящего материала расположенного внутри, и получается что внутренние слои проводника сами окружены нагревающимися слоями, которые мешают отводу тепла изнутри.

Чем больше площадь поверхности проводника по отношению к его объему, — тем большую плотность тока способен выдержать проводник не перегреваясь. Неизолированные проводники допускают нагрев до более высокой температуры, так как от них тепло отводится прямо в окружающую среду, изоляция этому не препятствует, и охлаждение происходит быстрее, поэтому для них допускается более высокая плотность тока чем для проводников в изоляции.

Если превысить допустимый для проводника ток, он начнет перегреваться, и в какой-то момент его температура окажется чрезмерной. Изоляция обмотки электродвигателя, генератора или просто проводки, может в таких условиях обуглиться или загореться, что приведет к короткому замыканию и пожару. Если же говорить о неизолированном проводе, то он при высокой температуре может просто расплавиться и разорвать цепь, в которой служит проводником.

Превышение допустимого тока принято предотвращать. Поэтому в электрических установках обычно принимают специальные меры с целью автоматического отключения от источника питания той части цепи или того электроприемника, в котором случилась перегрузка по току или короткое замыкание. Для этого служат автоматические выключатели, плавкие предохранители и другие устройства, несущие аналогичную функцию — разорвать цепь при перегрузке.

Из закона Джоуля-Ленца следует, что перегрев проводника может произойти не только из-за превышения тока через его поперечное сечение, но и из-за более высокого сопротивления проводника. По этой причине для полноценной и надежной работы любой электрической установки крайне важно сопротивление, особенно в местах соединения друг с другом отдельных проводников.

Если проводники соединены не плотно, если их контакт друг с другом не качественный, то сопротивление в месте соединения (так называемое переходное сопротивление в месте контакта) окажется выше чем для цельного участка проводника той же длины.

В результате прохождения тока через такое некачественное, не достаточно плотное соединение, место данного соединения будет перегреваться, что чревато возгоранием, выгоранием проводников или даже пожаром.

Чтобы этого избежать, концы соединяемых проводников надежно зачищают, облуживают и оснащают кабельными наконечниками (впаивают или прессуют) или гильзами, которые обеспечивают запас на переходное сопротивление в месте контакта. Такие наконечники можно плотно закрепить на клеммах электрической машины при помощи болтов.

К электрическим аппаратам, предназначенным для включения и выключения тока, также применяют меры по уменьшению переходного сопротивления между контактами.

Ранее ЭлектроВести писали, что луганские энергетики объявиляли амнистию своим сотрудникам, которые воруют электроэнергию.

По материалам: electrik.info.

Основные характеристики стартернои батареи

К основным характеристикам стартерной батареи относятся: электродвижущая сила (э. д. е.), внутреннее сопротивление, напряжение разряда, напряжение заряда, емкость, коэффициент отдачи по емкости, саморазряд и срок службы.

Электродвижущая сила. Э. д. с. аккумулятора Е равна разности потенциалов положительного и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи.

Так, если плотность электролита составляет 1,27 г/см3, то э. д. с. аккумулятора равна 2,12 В.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Так как плотность электролита зависит от температуры, от температуры зависит и э. д. с. Однако влияние температуры на э. д. с. невелико и на практике им пренебрегают.

Э. д. с. можно измерить вольтметром с большим внутренним сопротивлением (не менее 300 Ом/В). Однако если измерить э. д. с. непосредственно после разряда и затем провести ее измерение после нескольких часов покоя, то результат будет неодинаков. Значение э. д. с. будет больше во втором случае. Это объясняется тем, что плотность электролита, уменьшившаяся у поверхности электродов при разряде, не может повыситься мгновенно после окончания разряда. Процесс выравнивания плотности определяется скоростью диффузии и идет постепенно. Для полного выравнивания плотности электролита по всему объему необходимо 10—12 ч. Э. д. с. при равенстве плотности электролита по всему объему называют равновесной электродвижущей силой.

По тем же причинам э. д. е., измеренная непосредственно после заряда, будет больше равновесной э. д. с.

Э. д. е., рассчитанная по плотности электролита, практически равна равновесной э. д. е., так как локальные изменения плотности электролита у поверхности электродов очень мало влияют на значение плотности электролита после ее выравнивания по всему объему.

Внутреннее сопротивление. Любой источник тока, в том числе и аккумулятор, имеет внутреннее сопротивление, которое противодействует прохождению через аккумулятор зарядного или разрядного тока.

Омическое сопротивление аккумулятора имеет ту же природу, что и сопротивление всех проводников. У заряженного аккумулятора оно составляет несколько тысячных долей ома. Однако по мере разряда меняется химический состав активной массы электродов и уменьшается плотность электролита, что вызывает изменение омического сопротивления аккумулятора. Удельное сопротивление губчатого свинца составляет 1,83- 104 Ом-см, двуокиси свинца — 74-Ю-4 Ом-см, а сульфата свинца — около 1,0-107 Ом-см.

Приведенные данные показывают, что продукт разряда (сульфат свинца) имеет значительно большее сопротивление, чем исходные материалы. Поэтому сопротивление электродов с увеличением разряженности аккумулятора растет.

График зависимости удельного сопротивления электролита от его плотности имеет явно выраженный минимум. При температуре электролита 20 °С удельное сопротивление имеет минимум при плотности электролита 1,22 г/см3, равный 1,35 Ом-см. Так как плотность электролита в процессе разряда изменяется примерно от 1,27 до 1,1 г/см3, то сопротивление электролита по мере разряда сначала несколько уменьшается, а затем растет.

На сопротивление электролита существенное влияние оказывает его температура, которая на остальные составляющие омического сопротивления практически не влияет. Понижение температуры вызывает повышение сопротивления электролита, особенно сильное в зоне отрицательных температур.

Таким образом, омическое сопротивление свинцового аккумулятора зависит от его разряженности и температуры электролита. Естественно, что омическое сопротивление аккумуляторной батареи зависит от тех же факторов, к которым добавляется еще сопротивление борнов и межэлементных соединений. Зависимость омического сопротивления батареи от разряженности при различных температурах электролита показывает общую тенденцию возрастания сопротивления с увеличением разряженности. При положительных температурах в зависимостях сопротивления от разряженности наблюдаются участки небольшого уменьшения сопротивления, вызванного переходом удельного сопротивления электролита через минимум. Это уменьшение сопротивления с понижением температуры исчезает.

Рис. 1. Зависимость удельного сопротивления электролита от его плотности (температура электролита 20 °С)

Кроме того, с понижением температуры уменьшается значение разряженности батареи, при котором начинается резкое увеличение сопротивления.

Если омическое сопротивление аккумулятора имеет ту же природу, что и сопротивление всех проводников, то физический смысл сопротивления поляризации следует пояснить особо. При рассмотрении факторов, влияющих на э. д. с. аккумулятора при прохождении через аккумулятор зарядного или разрядного тока, отмечалось изменение плотности электролита, находящегося в непосредственном контакте с электродами. При разряде плотность электролита у электродов уменьшается и уменьшается э. д. с. аккумулятора на величину, называемую э. д. с. поляризации разряда. При заряде происходит увеличение плотности и, следовательно, э. д. с. аккумулятора — на величину э. д. с. поляризации заряда. После прекращения заряда или разряда э. д. с. поляризации не исчезает мгновенно, она уменьшается постепенно по мере того, как в результате диффузии происходит выравнивание плотности электролита. В процессе заряда и разряда э. д. с. поляризации проявляется как падение напряжения внутри аккумулятора. Поэтому условно э. д. с. поляризации выражают через сопротивление поляризации, т. е. аналогично падению напряжения на омическом сопротивлении.

Рис. 2. Зависимость удельного сопротивления электролита от его температуры (плотность 1,26 г/см3 при температуре 25 °С)

Рис. 3. Зависимость омического сопротивления аккумуляторной батареи 6СТ-90

Сопротивление поляризации увеличивается с понижением температуры и уменьшается с повышением тока (как при разряде, так и при заряде).

Таким образом, внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается с увеличением разряженности, при уменьшении тока и понижении температуры электролита.

Напряжение разряда и заряда. При разряде аккумулятора его равновесная э. д. с. Е распределяется между внутренним участком цепи, где она преодолевает внутреннее сопротивление, и внешним, где посредством присоединенного потребителя (нагрузки) электрическая энергия преобразуется в другой вид энергии. Та часть э. д. е., которая при разряде приходится на внешний участок цепй, называется напряжением разряда аккумулятора Uр. Потери же на внутреннем участке носят название внутренних потерь напряжения RIP.

Зная характер изменения равновесной э. д. с. и внутреннего сопротивления от ряда факторов, можно сказать, что напряжение разряда уменьшается с увеличением разряженности аккумулятора, понижением температуры электролита, увеличением разрядного тока.

Перед началом разряда равновесная э. д. с. имеет значение Ео, соответствующее определенной плотности электролита. В начале разряда постоянным по силе током происходит резкое падение напряжения разряда (участок а—б) за счет внутренних потерь напряжения на омическом сопротивлении батареи. Затем происходит быстрое, но плавное снижение напряжения (участок б—в) за счет появления э. д. с. поляризации. Нарастание э. д. с. поляризации происходит до тех пор, пока не установится определенная разность концентраций электролита (у поверхности электродов и в общем объеме), обеспечивающая поступление к электродам необходимого для реакций количества кислоты. Следующий участок в—г характеризуется относительно медленным снижением напряжения в результате уменьшения равновесной э. д. с. из-за общего снижения плотности электролита. К концу разряда, когда активные вещества на поверхности электродов превращаются в сульфат свинца, а к находящимся в глубине доступ электролита затруднен, увеличиваются омическое сопротивление и э. д. с. поляризации, а напряжение разряда быстро падает (участок г—д). При прекращении разряда напряжение повышается скачком на величину омических потерь (участок д—е). При этом происходит плавное уменьшение э. д. с. поляризации за счет выравнивания плотности электролита у поверхности электродов и в общем объеме (участок е—ж). Поэтому на этом участке происходит плавное увеличение э. д. е., значение которой приближается к значению равновесной э. д. с.

Рис. 4. Изменение напряжения свинцово-кислотного аккумулятора: а — разряд; б — заряд

Перед началом заряда равновесная э. д. с. также имеет какое-то начальное значение Ео, соответствующее плотности электролита в аккумуляторе. В начале заряда постоянной силы током наблюдаются те же процессы, что и в. начале разряда, но протекают они в обратном направлении. Сначала (участок а—б) происходит резкое увеличение напряжения заряда по отношению к э. д. с. на величину падения напряжения на омическом сопротивлении. Участок б—в характеризуется нарастанием э. д. с. поляризации, связанным с быстрым увеличением плотности электролита у поверхности электродов. Затем (участок в—г) напряжение нарастает медленно, что обусловлено ростом равновесной э. д. с. благодаря общему увеличению плотности электролита. К концу заряда, когда почти весь сульфат свинца

превратился в двуокись свинца на положительном электроде и в губчатый свинец на отрицательном, в электролите происходит главным образом разложение воды. В результате разложения воды увеличивается э. д. с. поляризации аккумулятора, что приводит к увеличению напряжения заряда (участок г—д). На участке д—е происходит уже только разложение воды, сопровождающееся появлением на поверхности электролита пузырьков газа (кислорода и водорода). На этом участке напряжение остается постоянным. Обильное газовыделение («кипение» электролита) и постоянство напряжения служат признаком конца заряда.

При прекращении заряда напряжение скачком падает на величину падения напряжения на омическом сопротивлении (участок е—ж). Затем происходит плавное уменьшение э. д. с. поляризации, которое исчезает при полном выравнивании плотности электролита во всем объеме (участок ж—з).

Напряжение батареи при разряде будет равно сумме напряжений ее аккумуляторов за вычетом падения напряжения на межэлементных соединениях. При заряде падение напряжение на межэлементных соединениях суммируется с напряжениями аккумуляторов.

В эксплуатации наиболее важно, чтобы аккумуляторная батарея обеспечивала надежное питание стартера при пуске двигателя. Однако при понижении температуры в результате действия рассмотренных выше факторов разрядное напряжение понижается (рис. 1.10). Это является одной из основных причин затрудненного пуска двигателя в холодное время года.

Емкость. В зависимости от количества активных веществ и электролита аккумулятор одним и тем же током может разряжаться различное время. Количество электричества, которое аккумулятор отдает при разряде, называется емкостью.

Рис. 5. Зависимость напряжения аккумуляторной батареи (на 10-й секунде разряда) от температуры электролита при стартерном режиме разряда

При определенном количестве активных веществ и электролита емкость в значительной степени зависит от коэффициента использования веществ, определяемого отношением массы расходуемых активных веществ к их полной массе.

Теоретически для получения 1А-ч электричества необходимо 4,46 г двуокиси свинца, 3,87 г свинца и 3,66 г серной кислоты. Однако у современных стартерных батарей активных веществ содержится в 2 раза больше.

Важнейшими факторами, влияющими на коэффициент использования активных веществ, являются пористость активной массы, толщина электродов, плотность и температура электролита, режим разряда.

Повышение пористости активной массы позволяет улучшить условия поступления электролита в глубь электродов и за счет этого увеличить количество веществ, участвующих в реакциях.

Уменьшение толщины электродов позволяет значительно увеличить коэффициент использования активной массы, особенно при токах разряда большой величины. У тонких электродов внутренние слои активной массы используются эффективнее, чем у толстых.

С увеличением плотности электролита коэффициент использования активной массы растет. Однако повышенная плотность приводит к снижению срока службы батарей. Поэтому плотность электролита определяют условия эксплуатации аккумуляторных батарей.

Различают длительные режимы разряда, при которых разряд производят небольшими токами в течение нескольких часов (например, 10- и 20-часовой режимы разряда), и короткие или стар-терные, при которых разряд длится несколько минут большими токами.

Увеличение тока разряда уменьшает коэффициент использования активной массы и, следовательно, емкость. При больших :токах разряда поверхностные слои электродов быстро превращаются в сульфат свинца, который закупоривает поры, и внутренние слои активной массы почти не участвуют в реакциях.

Для сравнения различных стартерных батарей введено понятие номинальной емкости. Под ней понимают емкость, которую должна отдать полностью заряженная батарея в установленном режиме разряда. Для стартерных батарей номинальная емкость С2о задается в 20-часовом режиме при температуре электролита 25 °С током такой величины, при котором через 20 ч напряжение на 12-вольтовой батарее снижается до 10,5 В.

Например, если емкость 12-вольтовой аккумуляторной батареи в 20-часовом режиме разряда 90 А-ч, это означает, что при разряде батареи током 4,5 А (0,05 С20) при температуре электролита 25 °С до напряжения 10,5 В время разряда составит не менее 20 ч.

При стартерных режимах разряда емкость не рассчитывается. Для оценки характеристик батарей в стартерных режимах пользуются напряжением и продолжительностью разряда. Разрядный ток обычно задается численно равным утроенному значению номинальной емкости.

Понижение температуры электролита приводит к уменьшению емкости. Это является следствием увеличения вязкости электролита, вызывающего повышение сопротивления поляризации и омического сопротивления. При больших токах разряда влияние температуры электролита на емкость сказывается сильнее.

Чтобы восстановить емкость аккумуляторной батареи, отданную при разряде, необходимо в режиме заряда сообщить батарее несколько большую емкость. Это объясняется тем, что часть энергии при заряде идет на побочные процессы, например на процесс разложения воды. Отношение числа ампер-часов, отданных при разряде, к числу ампер-часов, полученных батарей при заряде, называется коэффициентом отдачи по емкости. Для стартерных батарей он равен 0,85 при длительных режимах разряда.

Саморазряд. Аккумуляторная батарея, отключенная от разрядной цепи, самопроизвольно разряжается. Такой разряд батареи называется саморазрядом.

Во время эксплуатации батарей бывают нормальный и повышенный саморазряды. Нормальный саморазряд — явление естественное и неизбежное в отличие от повышенного.

Нормальный саморазряд новых аккумуляторных батарей (кроме необслуживаемых) при температуре электролита 20± ±5°С не должен превышать 10% номинальной емкости за 14 сут. Для необслуживаемых (малообслуживаемых) батарей саморазряд не должен превышать 10 % за 90 сут.

Нормальный саморазряд аккумулятора происходит по следующим причинам. Решетка положительного электрода, состоящая из свинца, не полностью контактирует с активной массой (двуокисью свинца), и между свинцом решетки и активной массой в присутствии электролита из-за различного химического состава материалов электрода возникает разность потенциалов. Иными словами, в этих местах образуются гальванические элементы, которые сами, находясь в состоянии разряда, постепенно разряжают электрод.

Рис. 6. Зависимость емкости аккумуляторной батареи от температуры электролита: 1 — разряд номинальным током; 2 — разряд током стартерного режима

Решетка отрицательного электрода, состоящая из свинца, и его активная масса (губчатый свинец) представляют собой два электрода, между которыми также возникает разность потенциалов, вызывающая саморазряд.

Кроме этого, причинами нормального саморазряда являются трудноудаляемые примеси металлов, содержащиеся в материалах, из которых изготовляют электроды, и примеси, находящиеся в электролите. Наиболее подвержен саморазряду отрицательный электрод.

Одной из причин нормального саморазряда является также то, что плотность электролита, находящегося в нижней части аккумулятора, всегда немного больше плотности электролита, находящегося в его верхней части. Поэтому между верхней и нижней частями электродов возникает разность потенциалов, приводящая к саморазряду.

Повышенный саморазряд аккумуляторных батарей происходит по следующим причинам.

При небрежной заливке электролита в аккумуляторы, а также при бурном газовыделении наружная поверхность аккумулятора может оказаться смоченной электролитом, что значительно увеличивает саморазряд. Величина такого саморазряда в некоторых случаях превышает 5—10 % емкости батареи в сутки.

Причиной повышенного саморазряда батареи может служить также применение дистиллированной воды или электролита, содержащих вредные примеси.

Содержание в электролите даже незначительных количеств меди и особенно железа намного увеличивает саморазряд батареи.

В процессе эксплуатации саморазряд аккумуляторных батарей постепенно увеличивается и резко возрастает к концу срока их службы.

Саморазряд батарей в значительной степени зависит от температуры электролита. С понижением температуры электролита он уменьшается и при отрицательных температурах у новых батарей практически прекращается.

Срок службы. При соблюдении правил эксплуатации, определяемых инструкцией по эксплуатации «Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные», заводами-изготовителями гарантируются определенные (гарантийные) сроки службы батарей. Гарантируется нормальная работа аккумуляторных батарей в течение 18 мес со дня ввода батарей в эксплуатацию. Так как срок службы зависит от пробега (интенсивности эксплуатации) автомобиля, на котором эксплуатируется аккумуляторная батарея, то в пределах гарантийного срока службы оговаривается гарантийная наработка, которая должна быть не более 60 тыс. км.

Это означает, что батарея, вышедшая из строя в пределах гарантийного срока службы и имеющая наработку более 60 тыс. км, гарантийной замене не подлежит.

Фактические сроки службы батарей, не имеющих технологических дефектов и эксплуатирующихся с соблюдением установленных правил, значительно превышают гарантийные. Минимальный срок службы зависит от наработки и считается нормальным, если составляет 24 мес при наработке не более 90 тыс. км и 12 мес при наработке от 90 тыс. до 150 тыс. км.

Рекламные предложения:


Читать далее: Подготовка батареи к эксплуатации

Категория: — Электрооборудование автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум


2019 высокая плотность УФ сопротивление 1 мм ПВХ пенопластовый лист

2019 высокая плотность УФ сопротивление 1 мм ПВХ пенопластовый лист

Основной продукт: ПВХ лист, ПВХ пена плата, лист ламината высокого давления, пластиковый лист, ПВХ пластиковый лист, строительного материала, строительных и отделочных материалов, ПВХ панели потолка, ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ КУЗОВА, из переработанного пластика в мастерской

                                   

 

                         

Информация о компании



 

POTENTECH (Гуандун) LIMITED  — это самый большой из пеноматериала из ПВХ/листов и ПВХ карнизы производителя в Китае.
Наша компания была создана в 2005 году, завод Potentech охватывает территорию в 62000 квадратных метров, с более чем 200 сотрудников.  
Общий объем инвестиций достигает 30 миллионов долларов США.
 
описание продукта

 

Название продукции Системная плата без ПВХ пена/лист
Место происхождения Гуандун Китая
Тип Бесплатный 1~6пенного (мм)
Нормального размера 1220 x2440мм (4’x8’)
Основной материал 100% ПВХ  
Обработка поверхности Как по вашему запросу
Цвет Белый
Сертификат SGS, 3C, RoHS, ISO
Услуги Для изготовителей оборудования
MOQ 1*20GP
Выплаты 30% депозита, 70% остаток перед отгрузкой.  
срок поставки 7-30 дней.
Упаковка картонная коробка или деревянный поддон или PE Bag пакет.
Производственного потенциала 3000 тонн в месяц.
Расположение Manufactory Гуанчжоу экономического и технического развития района

  Различных размеров и цветов может удовлетворить различные потребности, мы также может научных исследований и разработки новых продуктов в соответствии с требованиями клиентов.

Преимущества

1. Оборудование

Potentech ввела ведущими PVC из пеноматериала выдавливание линии от Цинцинатти компании в Австрии и от KraussMaffei Technologies в Италии. Все линии были также оснащен блок дозирования и подвижной пилы для резки ПК/листов. Это те самые  передовые  Из пеноматериала из ПВХ/листов линии производства в Китае. Оборудование высшего класса гарантирует  высокое качество  Продукции.



 

 

2. Научные исследования и разработки

Potentech сохраняются в технологических инноваций. Наши R& D Департамент имеет  3 лабораторий, оснащенные  наиболее полное тестирование оборудования, постоянно создает уникальные решения для удовлетворения потребностей этого растущего и развивающегося рынка и помогают поддерживать  leadship  От Potentech.  



 

 

3. Зеленый и экологически безопасные продукты окружающей среды

  • Без содержания свинца, в соответствии с директивой 2011/65 RoHS/ЕС в приложении II.
  • Наклейки зеленого цвета.
  • Прошедшие TVOC(Общее летучих органических соединений).

4. Высокие огнестойкий производительность

  • Сша: UL-94 для строительного материала V-0 класса (Высший класс);
  • Франция: NS P92-501 M1 (Высший класс)
  • Прошедшие ASTM E84-18B Class в определенной степени
  • &Pcy;&rcy;&ocy;&shcy;&iecy;&dcy;&shcy;&icy;&iecy; BS-6853 &ocy;&tscy;&iecy;&ncy;&kcy;&iecy; &tcy;&ocy;&kcy;&scy;&icy;&chcy;&ncy;&ycy;&khcy; &pcy;&acy;&rcy;&ocy;&vcy;&comma; &ocy;&bcy;&rcy;&acy;&zcy;&ucy;&yucy;&shchcy;&icy;&khcy;&scy;&yacy; &vcy; &pcy;&rcy;&ocy;&tscy;&iecy;&scy;&scy;&iecy; &tcy;&iecy;&scy;&tcy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; Buring&lpar;R< 0&comma; 3&rpar;
 

5&period; &Pcy;&ocy;&lcy;&ncy;&acy;&yacy; &scy;&icy;&scy;&tcy;&iecy;&mcy;&acy; &mcy;&iecy;&ncy;&iecy;&dcy;&zhcy;&mcy;&iecy;&ncy;&tcy;&acy; &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy; &ocy;&bcy;&iecy;&scy;&pcy;&iecy;&chcy;&icy;&vcy;&acy;&yucy;&tcy; &scy;&tcy;&acy;&bcy;&icy;&lcy;&softcy;&ncy;&ocy;&iecy; &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&ocy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tscy;&icy;&icy;&period;

  • &Vcy; 2012 Potentech &scy;&iecy;&rcy;&tcy;&icy;&fcy;&icy;&tscy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&ocy; ISO14001&colon; 2004 standands &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&period; Potentech &scy;&fcy;&ocy;&rcy;&mcy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&lcy;&ocy; &ncy;&acy;&bcy;&ocy;&rcy; &pcy;&ocy;&lcy;&ncy;&ocy;&jcy; &pcy;&rcy;&ocy;&tscy;&iecy;&dcy;&ucy;&rcy;&ycy; &icy; &scy;&icy;&scy;&tcy;&iecy;&mcy;&ycy; &ocy;&tcy;&bcy;&ocy;&rcy;&acy; &pcy;&ocy;&scy;&tcy;&acy;&vcy;&shchcy;&icy;&kcy;&ocy;&vcy;&comma; &ocy;&scy;&mcy;&ocy;&tcy;&rcy; &scy;&ycy;&rcy;&softcy;&iecy;&comma; &kcy;&ocy;&ncy;&tcy;&rcy;&ocy;&lcy;&yacy; &pcy;&rcy;&ocy;&tscy;&iecy;&scy;&scy;&acy; &pcy;&rcy;&ocy;&icy;&zcy;&vcy;&ocy;&dcy;&scy;&tcy;&vcy;&acy; &icy; &tcy;&iecy;&scy;&tcy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tscy;&icy;&icy;&period;
  • &Kcy;&ocy;&dcy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tcy;&acy;&comma; &vcy; &kcy;&acy;&zhcy;&dcy;&ocy;&mcy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tcy;&iecy; &iecy;&scy;&tcy;&softcy; &ncy;&acy;&bcy;&ocy;&rcy; &rcy;&acy;&zcy;&rcy;&acy;&bcy;&ocy;&tcy;&kcy;&icy;&comma; &pcy;&rcy;&ocy;&icy;&zcy;&vcy;&ocy;&dcy;&scy;&tcy;&vcy;&acy; &icy; &vcy;&ncy;&ucy;&tcy;&rcy;&iecy;&ncy;&ncy;&iecy;&gcy;&ocy; &kcy;&ocy;&ncy;&tcy;&rcy;&ocy;&lcy;&yacy; &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&period; &Scy;&tcy;&acy;&ncy;&dcy;&acy;&rcy;&tcy;&icy;&zcy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&ncy;&ycy;&iecy; QC &pcy;&rcy;&ocy;&tscy;&iecy;&scy;&scy;&ocy;&vcy; &icy; &mcy;&iecy;&tcy;&ocy;&dcy;&ocy;&vcy; &vcy; &tscy;&iecy;&lcy;&yacy;&khcy; &ocy;&bcy;&iecy;&scy;&pcy;&iecy;&chcy;&iecy;&ncy;&icy;&yacy; &vcy;&ycy;&scy;&ocy;&kcy;&ocy;&gcy;&ocy; &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy; &icy; &scy;&tcy;&acy;&bcy;&icy;&lcy;&softcy;&ncy;&ycy;&jcy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tcy;&period;



 


&Scy;&iecy;&rcy;&tcy;&icy;&fcy;&icy;&kcy;&acy;&tcy;&ycy;




 

&Fcy;&ucy;&ncy;&kcy;&tscy;&icy;&icy;

&Ncy;&acy;&bcy;&icy;&vcy;&kcy;&ucy; &icy;&zcy; &pcy;&iecy;&ncy;&ocy;&mcy;&acy;&tcy;&iecy;&rcy;&icy;&acy;&lcy;&acy; Potentech &lcy;&icy;&scy;&tcy;&ycy; &Pcy;&Vcy;&KHcy; &bcy;&ycy;&lcy;&icy; &rcy;&acy;&zcy;&rcy;&acy;&bcy;&ocy;&tcy;&acy;&ncy;&ycy; &scy;&pcy;&iecy;&tscy;&icy;&acy;&lcy;&softcy;&ncy;&ocy; &dcy;&lcy;&yacy; &ucy;&dcy;&ocy;&vcy;&lcy;&iecy;&tcy;&vcy;&ocy;&rcy;&iecy;&ncy;&icy;&yacy; &pcy;&ocy;&tcy;&rcy;&iecy;&bcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&iecy;&jcy; &vcy; &ocy;&bcy;&lcy;&acy;&scy;&tcy;&icy; &pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&icy;&period; &Lcy;&iecy;&gcy;&kcy;&icy;&jcy; &lcy;&icy;&scy;&tcy; — &ecy;&tcy;&ocy; &vcy;&ycy;&dcy;&acy;&yucy;&shchcy;&icy;&jcy;&scy;&yacy; &vcy;&scy;&lcy;&iecy;&dcy;&scy;&tcy;&vcy;&icy;&iecy; &scy;&vcy;&ocy;&iecy;&jcy;  &bcy;&iecy;&lcy;&ocy;&jcy;&comma; &gcy;&lcy;&acy;&dcy;&kcy;&ocy;&jcy; &icy; &rcy;&ocy;&vcy;&ncy;&ocy;&jcy; &pcy;&ocy;&vcy;&iecy;&rcy;&khcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&icy;  &comma; &kcy;&ocy;&tcy;&ocy;&rcy;&ycy;&jcy; &lcy;&iecy;&zhcy;&icy;&tcy; &vcy; &ocy;&scy;&ncy;&ocy;&vcy;&iecy;  &icy;&dcy;&iecy;&acy;&lcy;&softcy;&ncy;&ycy;&jcy; &rcy;&iecy;&zcy;&ucy;&lcy;&softcy;&tcy;&acy;&tcy; &pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&icy;&comma; &ocy;&scy;&ocy;&bcy;&iecy;&ncy;&ncy;&ocy; &dcy;&lcy;&yacy; &pcy;&rcy;&yacy;&mcy;&ocy;&jcy; &tscy;&icy;&fcy;&rcy;&ocy;&vcy;&ocy;&jcy; &pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&icy;&period;

&Vcy; &chcy;&acy;&scy;&tcy;&ncy;&ocy;&scy;&tcy;&icy; advantanges &mcy;&acy;&tcy;&iecy;&rcy;&icy;&acy;&lcy;&acy; &dcy;&lcy;&yacy;  &pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&icy; &ncy;&acy; &ecy;&kcy;&rcy;&acy;&ncy;&iecy;&comma; &tscy;&icy;&fcy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&yacy; &pcy;&iecy;&chcy;&acy;&tcy;&softcy; &icy; &lcy;&acy;&mcy;&icy;&ncy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&iecy;&period;



 

 


&Ocy;&bcy;&rcy;&acy;&bcy;&ocy;&tcy;&kcy;&icy; &icy; &ucy;&pcy;&acy;&kcy;&ocy;&vcy;&kcy;&icy;



 

 


&CHcy;&acy;&scy;&tcy;&ocy; &zcy;&acy;&dcy;&acy;&vcy;&acy;&iecy;&mcy;&ycy;&iecy; &vcy;&ocy;&pcy;&rcy;&ocy;&scy;&ycy;

1&period; &Vcy;&Ocy;&Pcy;&Rcy;&Ocy;&Scy;&colon; &Mcy;&ocy;&zhcy;&ncy;&ocy; &lcy;&icy; &ncy;&acy; &zcy;&acy;&vcy;&ocy;&dcy;&iecy; &icy;&lcy;&icy; &tcy;&ocy;&rcy;&gcy;&ocy;&vcy;&ocy;&jcy; &kcy;&ocy;&mcy;&pcy;&acy;&ncy;&icy;&icy;&quest;

Potentech &lpar;&Gcy;&ucy;&acy;&ncy;&dcy;&ucy;&ncy;&rpar; Limited  — &ecy;&tcy;&ocy; &zcy;&acy;&vcy;&ocy;&dcy; &rcy;&acy;&scy;&pcy;&ocy;&lcy;&ocy;&zhcy;&iecy;&ncy; &vcy; &gcy;&ocy;&rcy;&ocy;&dcy;&iecy; &Gcy;&ucy;&acy;&ncy;&chcy;&zhcy;&ocy;&ucy;&period;

2&period; &Vcy;&ocy;&pcy;&rcy;&ocy;&scy;&colon; &Pcy;&ocy;&chcy;&iecy;&mcy;&ucy; &Vcy;&acy;&shcy;&acy; &tscy;&iecy;&ncy;&acy; &vcy;&ycy;&shcy;&iecy; &pcy;&ocy; &scy;&rcy;&acy;&vcy;&ncy;&iecy;&ncy;&icy;&yucy; &scy; &dcy;&rcy;&ucy;&gcy;&icy;&mcy;&icy; &pcy;&ocy;&scy;&tcy;&acy;&vcy;&shchcy;&icy;&kcy;&acy;&mcy;&icy;&quest;

&Scy;&tcy;&ocy;&icy;&mcy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy; &mcy;&acy;&tcy;&iecy;&rcy;&icy;&acy;&lcy;&acy; &scy; &pcy;&ocy;&mcy;&ocy;&shchcy;&softcy;&yucy; &scy;&tcy;&acy;&bcy;&icy;&lcy;&icy;&zcy;&acy;&tcy;&ocy;&rcy;&acy; &bcy;&ocy;&kcy;&ocy;&vcy;&ocy;&jcy; &ucy;&scy;&tcy;&ocy;&jcy;&chcy;&icy;&vcy;&ocy;&scy;&tcy;&icy; &ocy;&kcy;&rcy;&ucy;&zhcy;&acy;&yucy;&shchcy;&iecy;&jcy; &scy;&rcy;&iecy;&dcy;&ycy; &vcy;&ycy;&shcy;&iecy; &pcy;&rcy;&icy;&vcy;&iecy;&scy;&tcy;&icy; &scy;&tcy;&acy;&bcy;&icy;&lcy;&icy;&zcy;&icy;&rcy;&ucy;&yucy;&shchcy;&icy;&iecy;&semi;   &Scy;&tcy;&rcy;&ocy;&gcy;&icy;&jcy; &kcy;&ocy;&ncy;&tcy;&rcy;&ocy;&lcy;&softcy; &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&semi;   &Ncy;&iecy;&icy;&zcy;&bcy;&iecy;&zhcy;&ncy;&ocy; &ucy;&vcy;&iecy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&ncy;&icy;&iecy; &zcy;&acy;&tcy;&rcy;&acy;&tcy; &ncy;&acy; &ocy;&pcy;&lcy;&acy;&tcy;&ucy; &tcy;&rcy;&ucy;&dcy;&acy; QC &icy; &rcy;&acy;&bcy;&ocy;&tcy;&ncy;&icy;&kcy;&acy;&comma; &kcy;&vcy;&acy;&lcy;&icy;&fcy;&icy;&tscy;&icy;&rcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&ncy;&ycy;&khcy; &rcy;&acy;&scy;&khcy;&ocy;&dcy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tcy;&acy; &bcy;&ucy;&dcy;&iecy;&tcy; &tcy;&acy;&kcy;&zhcy;&iecy; &zcy;&acy;&tcy;&rcy;&acy;&gcy;&icy;&vcy;&acy;&yucy;&tcy; &icy; &ucy;&vcy;&iecy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&ncy;&icy;&iecy; &scy;&tcy;&ocy;&icy;&mcy;&ocy;&scy;&tcy;&icy; &pcy;&rcy;&ocy;&icy;&zcy;&vcy;&ocy;&dcy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&period;

POTENTECH &ocy;&bcy;&iecy;&scy;&pcy;&iecy;&chcy;&icy;&vcy;&acy;&yucy;&tcy;  &vcy;&ycy;&scy;&ocy;&kcy;&ocy;&iecy; &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&ocy; &ocy;&kcy;&rcy;&ucy;&zhcy;&acy;&yucy;&shchcy;&iecy;&jcy; &scy;&rcy;&iecy;&dcy;&ycy; &icy; &scy;&tcy;&acy;&bcy;&icy;&lcy;&softcy;&ncy;&ycy;&jcy;  &Pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tcy; &dcy;&lcy;&yacy; &kcy;&lcy;&icy;&iecy;&ncy;&tcy;&ocy;&vcy;&period;   &Scy;&lcy;&iecy;&dcy;&ucy;&jcy;&tcy;&iecy; &icy;&ncy;&scy;&tcy;&rcy;&ucy;&kcy;&tscy;&icy;&yacy;&mcy; &ncy;&acy; &mcy;&acy;&rcy;&shcy;&rcy;&ucy;&tcy; &dcy;&lcy;&yacy; &ocy;&bcy;&scy;&lcy;&ucy;&zhcy;&icy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; &kcy;&lcy;&icy;&iecy;&ncy;&tcy;&ocy;&vcy; &icy; &scy;&ocy;&ocy;&bcy;&shchcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&comma;   POTENTECH &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tcy;&ycy; &yacy;&vcy;&lcy;&yacy;&yucy;&tcy;&scy;&yacy; &bcy;&ocy;&lcy;&iecy;&iecy; &kcy;&ocy;&ncy;&kcy;&ucy;&rcy;&iecy;&ncy;&tcy;&ocy;&scy;&pcy;&ocy;&scy;&ocy;&bcy;&ncy;&ycy;&mcy;&icy; &pcy;&ocy; &scy;&rcy;&acy;&vcy;&ncy;&iecy;&ncy;&icy;&yucy; &scy; &dcy;&rcy;&ucy;&gcy;&icy;&mcy;&icy; &pcy;&ocy;&scy;&tcy;&acy;&vcy;&shchcy;&icy;&kcy;&acy;&mcy;&icy;&period;

3&period; &Vcy;&Ocy;&Pcy;&Rcy;&Ocy;&Scy;&colon; &CHcy;&tcy;&ocy; &tcy;&acy;&kcy;&ocy;&iecy; MOQ &dcy;&acy;&ncy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &pcy;&rcy;&ocy;&dcy;&ucy;&kcy;&tcy;&acy;&quest;

1&ast;40’HQ — &ecy;&tcy;&ocy; &pcy;&rcy;&ocy;&scy;&tcy;&ocy; &ncy;&acy;&shcy;&acy; &scy;&ocy;&ocy;&bcy;&shchcy;&icy;&lcy; &pcy;&rcy;&ocy;&bcy;&ncy;&ycy;&jcy; &zcy;&acy;&kcy;&acy;&zcy; &kcy;&ocy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&ocy;&period; &Pcy;&ocy;&scy;&kcy;&ocy;&lcy;&softcy;&kcy;&ucy; &scy;&rcy;&iecy;&dcy;&ncy;&yacy;&yacy; &scy;&tcy;&ocy;&icy;&mcy;&ocy;&scy;&tcy;&softcy; 40’HQ &gcy;&ocy;&rcy;&acy;&zcy;&dcy;&ocy; &mcy;&iecy;&ncy;&iecy;&iecy; 20’GP&comma; &tcy;&acy;&kcy; &chcy;&tcy;&ocy; &mcy;&ycy; &mcy;&ocy;&zhcy;&iecy;&mcy; &pcy;&rcy;&iecy;&dcy;&ocy;&scy;&tcy;&acy;&vcy;&icy;&tcy;&softcy; &vcy;&acy;&mcy; &gcy;&ocy;&rcy;&acy;&zcy;&dcy;&ocy; &bcy;&ocy;&lcy;&iecy;&iecy; &bcy;&lcy;&acy;&gcy;&ocy;&pcy;&rcy;&icy;&yacy;&tcy;&ncy;&ycy;&iecy; &tscy;&iecy;&ncy;&ycy;&period; &Ncy;&ocy; 1&ast;20’GP&period;

4&period; &Vcy;&ocy;&pcy;&rcy;&ocy;&scy;&colon; &Kcy;&acy;&kcy;&ocy;&jcy; &ucy; &vcy;&acy;&scy; &pcy;&rcy;&ocy;&icy;&zcy;&vcy;&ocy;&dcy;&scy;&tcy;&vcy;&iecy;&ncy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &pcy;&ocy;&tcy;&iecy;&ncy;&tscy;&icy;&acy;&lcy;&acy;&quest;

&Kcy;&acy;&kcy; &pcy;&rcy;&acy;&vcy;&icy;&lcy;&ocy;&comma; &ncy;&acy;&shcy; &zcy;&acy;&vcy;&ocy;&dcy; &vcy; &ocy;&bcy;&lcy;&acy;&scy;&tcy;&icy; — 3000 &tcy;&ocy;&ncy;&ncy; &vcy; &mcy;&iecy;&scy;&yacy;&tscy;&period; &Ncy;&ocy; &dcy;&lcy;&yacy; &bcy;&ocy;&lcy;&softcy;&shcy;&icy;&khcy; &kcy;&ocy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&khcy; &scy; &tcy;&iecy;&mcy;&comma; &mcy;&ycy; &mcy;&ocy;&zhcy;&iecy;&mcy; &pcy;&rcy;&ocy;&icy;&zcy;&vcy;&ocy;&dcy;&icy;&tcy;&softcy; &bcy;&ocy;&lcy;&iecy;&iecy; &chcy;&iecy;&mcy; &ncy;&acy; &iecy;&iecy;&period; &Ncy;&iecy; &bcy;&iecy;&scy;&pcy;&ocy;&kcy;&ocy;&jcy;&tcy;&iecy;&scy;&softcy; &ocy;&bcy; &ecy;&tcy;&ocy;&mcy;&period;

5&period; &Vcy;&Ocy;&Pcy;&Rcy;&Ocy;&Scy;&colon; &Kcy;&acy;&kcy; &mcy;&ycy; &vcy;&iecy;&rcy;&icy;&mcy; &vcy; &Vcy;&acy;&shcy;&icy; &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&quest;

&IEcy;&scy;&tcy;&softcy; &mcy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; &scy;&pcy;&ocy;&scy;&ocy;&bcy;&ocy;&vcy; &dcy;&lcy;&yacy; &pcy;&rcy;&ocy;&vcy;&iecy;&rcy;&kcy;&icy; &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&period; &Kcy;&acy;&kcy; &ocy;&tcy;&pcy;&rcy;&acy;&vcy;&icy;&tcy;&softcy; &ocy;&bcy;&rcy;&acy;&zcy;&tscy;&ycy; &pcy;&ocy;&scy;&iecy;&tcy;&icy;&tcy;&iecy; &zcy;&acy;&vcy;&ocy;&dcy;&iecy; &icy; &tcy;&period; &Dcy;&period;&comma; &mcy;&ycy; &scy;&ocy;&vcy;&iecy;&tcy;&ucy;&iecy;&mcy; &pcy;&ocy;&scy;&iecy;&tcy;&icy;&tcy;&softcy; &zcy;&acy;&vcy;&ocy;&dcy;&acy; — &ecy;&tcy;&ocy; &lcy;&ucy;&chcy;&shcy;&icy;&jcy; &scy;&pcy;&ocy;&scy;&ocy;&bcy; &pcy;&rcy;&ocy;&vcy;&iecy;&rcy;&kcy;&icy; &kcy;&acy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&acy;&period;

6&period; &Vcy;&Ocy;&Pcy;&Rcy;&Ocy;&Scy;&colon; &Kcy;&acy;&kcy;&ocy;&vcy;&ycy; &Vcy;&acy;&shcy;&icy; &ucy;&scy;&lcy;&ocy;&vcy;&icy;&yacy; &ocy;&pcy;&lcy;&acy;&tcy;&ycy;&quest;

&Mcy;&ycy; &pcy;&rcy;&icy;&ncy;&icy;&mcy;&acy;&iecy;&mcy; &kcy;&acy;&kcy; T&sol;T &pcy;&lcy;&acy;&tcy;&iecy;&zhcy;&acy; &icy; &bcy;&iecy;&zcy;&ocy;&tcy;&zcy;&ycy;&vcy;&ncy;&ycy;&iecy; L&sol;C &vcy; &scy;&mcy;&ocy;&tcy;&rcy;&ocy;&vcy;&ocy;&mcy; &scy;&tcy;&iecy;&kcy;&lcy;&iecy;&period; &Dcy;&lcy;&yacy; T&sol;&Tcy;&comma; &mcy;&ycy; &pcy;&rcy;&icy;&ncy;&icy;&mcy;&acy;&iecy;&mcy; &ocy;&pcy;&lcy;&acy;&tcy;&ycy;  30&percnt; &pcy;&rcy;&iecy;&dcy;&ocy;&pcy;&lcy;&acy;&tcy;&ycy; &zcy;&acy;&rcy;&acy;&ncy;&iecy;&iecy; &icy; &ocy;&scy;&tcy;&acy;&lcy;&softcy;&ncy;&ucy;&yucy; &chcy;&acy;&scy;&tcy;&softcy; — &vcy; &ocy;&tcy;&ncy;&ocy;&shcy;&iecy;&ncy;&icy;&icy; &kcy;&ocy;&pcy;&icy;&yucy; B&sol;L&period;

7&period; &Vcy;&Ocy;&Pcy;&Rcy;&Ocy;&Scy;&colon; &Kcy;&acy;&kcy;&ocy;&vcy;&ocy; &Vcy;&acy;&shcy;&iecy; &vcy;&rcy;&iecy;&mcy;&yacy; &vcy;&ycy;&pcy;&ocy;&lcy;&ncy;&iecy;&ncy;&icy;&yacy; &zcy;&acy;&kcy;&acy;&zcy;&acy; &dcy;&ocy;&scy;&tcy;&acy;&vcy;&kcy;&icy;&quest;

&Vcy; &tscy;&iecy;&lcy;&ocy;&mcy; &mcy;&ycy; &mcy;&ocy;&zhcy;&iecy;&mcy; &dcy;&ocy;&scy;&tcy;&acy;&vcy;&icy;&tcy;&softcy; &gcy;&rcy;&ucy;&zcy; &vcy; &tcy;&iecy;&chcy;&iecy;&ncy;&icy;&iecy; &dcy;&ncy;&iecy;&jcy;  Accoring 7~30 &ncy;&acy; &pcy;&ocy;&kcy;&ucy;&pcy;&kcy;&ucy; &Kcy;&ocy;&lcy;&icy;&chcy;&iecy;&scy;&tcy;&vcy;&ocy;  

&Pcy;&ocy;&scy;&lcy;&iecy; &pcy;&ocy;&lcy;&ucy;&chcy;&iecy;&ncy;&icy;&yacy; &vcy;&acy;&shcy;&iecy;&gcy;&ocy; 30&percnt; &pcy;&rcy;&iecy;&dcy;&ocy;&pcy;&lcy;&acy;&tcy;&ycy; &icy;&lcy;&icy; &ocy;&rcy;&icy;&gcy;&icy;&ncy;&acy;&lcy;&softcy;&ncy;&ocy;&gcy;&ocy; B&sol;L&period;

 


&Ncy;&acy;&shcy;&icy; &ucy;&scy;&lcy;&ucy;&gcy;&icy;

1&period;   &Ocy;&tcy;&vcy;&iecy;&tcy; &ncy;&acy; &vcy;&acy;&shcy; &vcy;&ocy;&pcy;&rcy;&ocy;&scy; &vcy; &tcy;&iecy;&chcy;&iecy;&ncy;&icy;&iecy; 24 &chcy;&acy;&scy;&ocy;&vcy;&semi;

2&period; &Scy;&pcy;&iecy;&tscy;&icy;&acy;&lcy;&softcy;&ncy;&ycy;&iecy; &rcy;&acy;&zcy;&mcy;&iecy;&rcy;&ycy;&semi;

3&period;   &Bcy;&iecy;&scy;&pcy;&lcy;&acy;&tcy;&ncy;&ycy;&iecy; &ocy;&bcy;&rcy;&acy;&zcy;&tscy;&ycy; &pcy;&rcy;&ocy;&gcy;&rcy;&acy;&mcy;&mcy;&semi;  

4&period; &Dcy;&ocy;&scy;&tcy;&ucy;&pcy;&ncy;&ycy; &dcy;&lcy;&yacy; &icy;&zcy;&gcy;&ocy;&tcy;&ocy;&vcy;&icy;&tcy;&iecy;&lcy;&iecy;&jcy; &ocy;&bcy;&ocy;&rcy;&ucy;&dcy;&ocy;&vcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy;&period;

&IEcy;&scy;&lcy;&icy; &vcy;&acy;&mcy; &ncy;&ucy;&zhcy;&ncy;&acy; &pcy;&ocy;&mcy;&ocy;&shchcy;&softcy;&comma; &pcy;&ocy;&zhcy;&acy;&lcy;&ucy;&jcy;&scy;&tcy;&acy;&comma; &dcy;&acy;&jcy;&tcy;&iecy; &ncy;&acy;&mcy; &zcy;&ncy;&acy;&tcy;&softcy;&period;

 

 

 

Изучаем закон Ома, понятия плотность тока и электрическая проводимость.

В практической электротехнике большое значение имеет за­висимость между напряжением на концах проводника и величиной тока в нем. Эта зависимость выражена в законе Ома. Но перед тем, как разобраться, что представляет собой закон Ома, необходимо разобрать понятия «плотность тока» и «электрическая проводимость».

Плотность тока. Электрическая проводимость

Плотность тока в проводе зависит от количества электричества (заряда), проходящего через единицу поперечного сечения  провода в секунду. Плотность электрического тока на рисунке:

В свою очередь, этот заряд зависит от средней скорости движения заряженных частиц в направлении, параллельном оси провода. Средняя скорость движения частиц пропорциональна силе поля в проводе или напряженности электрического поля. Таким образом, плотность тока  в проводе пропорциональна напряженности электрического поля Е, т. е.

j = yE 

где y — коэффициент, зависящий от материала провода и его температуры и называется удельная электрическая проводимость.

Так как в однородном поле
E = U / i, а j = I / S
то
I / S = j U / l

откуда

I = j S / l U = g U

где g — величина, зависящая от материала провода, его длины и поперечного сечения и называемая электрической про­водимостью, при неизменной температуре постоянна для данного провода. Электрическая проводимость величина обратная сопротивлению и измеряется в Сименсах (См).

Выражение I = jS/l U = gU, найденное опытным путем в первой поло­вине XIX века, представляет собой закон Ома, который явля­ется одним из основных законов электротехники. Согласно за­кону Ома, ток в проводнике прямо пропорционален напряже­нию между его концами.

Закон Ома для электрической цепи

В простейшем случае электрическая цепь состоит из источника питания и нагрузки (потребителя).

Закон Ома для участка цепи звучит так:

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному к нему напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Закон Ома формула:

Используя формулу закона Ома и зная два параметра цепи можно найти и третий. Например зная ток и напряжение на участке цепи можно вычислить сопротивление этой цепи. Для это цели придумали «магический треугольник» закона Ома:

Теперь мы рассмотрим закон Ома для полной цепи.

Для выше изображенной электрической цепи в другой статье было получено уравнение:
Е = U + U0.
По закону Ома напряжения U и U0 пропорциональны току в цепи:
U = Ir и U0 = Ir0,
где r0 — внутреннее сопротивление источника питания, а r—сопротивление внешнего участка цепи.
Подставив вместо U и U0 их значения, получим, что
Е = Ir + Ir0 = I(r + r0).
Отсюда ток
I = E / r +r0
Найденная зависимость называется законом Ома для электрической цепи или закон Ома для полной электрической цепи. Этот закон звучит так:

Ток в цепи прямо пропорционален ЭДС источника питания и обратно пропорционален сопротивлению нагрузки, плюс сопротивление проводников цепи, плюс внутреннее сопротивление источника питания.

Из статьи также следует, что напряжение на зажимах источника питания
U = E — U0 = E — Ir0.
Размыкание электрической цепи соответствует увеличению сопротивления приемника (внешнего сопротивления) до бесконечности. В этом случае ток равен нулю, а напряжение на зажимах источника питания
U = Е — Ir0 = E

лабораторные работы по курсу Электротехнические материалы

Электропроводность полупроводников и слабопроводящих материалов.

            В любом теле при приложении напряжения должен протекать ток в соответствии с выражением, определяющим плотность тока

Здесь ni — концентрация носителей заряда i-ого сорта, qi — значение заряда, mi – подвижность носителей заряда.  Определяющий параметр в этом выражении - ni. Значение ni велико для металлов, т.к. нет энергетического барьера для выхода электронов, ni — очень мало для диэлектриков, т.к. энергетический барьер (ширина запрещенной зоны) значителен и составляет порядка 10 Эв. Полупроводники и слабопроводящие материалы являются промежуточным звеном. Их ширина запрещенной зоны составляет обычно от доли  эВ до нескольких эВ. 

Большой интерес к полупроводникам вызван возможностью управления их свойствами путем добавления небольших количеств других веществ, т.н. легирования. Если добавлять легко ионизирующиеся вещества, т.е. вещества, легко отдающие электроны, их еще называют веществами-донорами электронов,  то можно создать полупроводник с электронной проводимостью. В этом случае существует некоторое количество свободных электронов, за счет которых осуществляется проводимость. Такой полупроводник называется полупроводником n-типа. Если добавлять вещества с большим сродством к электрону, т.е. вещества, легко захватывающие электроны, то создается полупроводник с т.н. «дырочной» проводимостью. В этом случае существует некоторое количество свободных электронных вакансий, за счет которых осуществляется проводимость.  Такой полупроводник называется полупроводником р-типа.  За счет комбинации полупроводников р- и n- типа созданы различные электронные приборы: диоды, транзисторы, тиристоры и т.п. 

Из полупроводниковых материалов отметим германий (он исторически был первым полупроводником наряду с окисью меди) и кремний. Последний в настоящее время является полупроводником № 1.

            Рассмотрим некоторые характеристики кремния:

Плотность, кГ/м3      2300
Т плавления,°С         1400
Теплоемкость, кДж/(кг×К)  0.8
Теплопроводность, Вт/( м×К)  167
Энергия активации, эВ   
Концентрация собственных носителей,   0.04/мкм3.                               

Электропроводность технических материалов также определяется аналогично выражению (1).  Отметим, что электропроводность растет с ростом температуры. Это связано с тем, что с ростом температуры  электроны имеют повышенную энергию и они легче могут стать свободными и участвовать в электропроводности.

            В металлах, как указывалось ранее, электропроводность падает с ростом температуры. Это связано с тем, что в металлах количество носителей заряда велико и не зависит от температуры, но их движение может затрудниться при взаимодействии с тепловыми колебаниями молекул металла.  Если снова обратиться к формуле (1), то подвижность  mi должна падать с ростом температуры из-за участившихся столкновений электронов с колебаниями решетки.

Резистивные материалы.
Углеродные композиты,  бетэл, ЭКОМ, электропроводящие полимеры.

Из металлических материалов для резисторов наибольшее распространение получили материалы на основе никеля, хрома и железа, т.н нихромы, и родственные им материалы на основе железа, хрома и алюминия, т.н. фехрали. В обозначении марки буква Х означает хром, буква Н-никель, буква Ю — алюминий. Цифра после каждой буквы — процентное содержание этого элемента (массовые проценты). Железо обычно составляет основу, его не обозначают, а его содержание составляет остальное, т.е. сколько нужно, чтобы дополнить до 100 %. Температурный коэффициент удельного сопротивления нихромов положителен, т.е. с ростом температуры удельное сопротивление увеличивается. Это означает, что при использовании нихрома в качестве нагревателя мощность нагревателя по мере работы будет уменьшаться. 

Вторым по значению резистивным материалом является графит. Графит – одна из кристаллических модификаций углерода. Это непрозрачный, мягкий, электропроводный материал. Структура у него слоеная. В слое атомы углерода соединены в бесконечные шестичленные кольца. Каждое единичное кольцо представляет собой аналог бензольного кольца. Удельное  сопротивление зависит от направления измерения. Если приложить напряжение поперек слоев, удельное сопротивление составит 100 мкОм×м, если приложить напряжение в плоскости слоев, удельное сопротивление достигает 0.3-0.5 мкОм×м.

Помимо чистого углерода известно много модификаций технического углерода. Их физические характеристики также сильно меняются в зависимости от структуры и от количества разнообразных примесей. В основе их лежит структура графита, поэтому технические углероды можно считать и техническими графитами. Из них отметим сажу, кокс, коллоидный графит, силицированный графит. Сажа характеризуется очень малым размером частиц, до десятков ангстрем. Используется как наполнитель для резин, полимеров, электропроводных композиций. Взвесь порошка графита в воде называется «аквадаг» и используется для создания электропроводящих покрытий.

Тот факт, что графит имеет повышенное удельное сопротивление по сравнению с металлами, позволяет применять его в промышленности для создания различных сопротивлений. Начиная с пленочных сопротивлений в радиоэлектронике, графитовой бумаги и графитовой ткани и заканчивая композиционными материалами, где частицы графита выступают в роли проводящего наполнителя. Из последних мы упомянем бетэл и более подробно остановимся на ЭКОМе.

Бетэл — (бетон электротехнический) — исторически один из первых российских электропроводящих композиционных материалов. Предложен в середине шестидесятых новосибирскими учеными (Вершинин Ю.Н., Добжинский М.А и др.). Эта разработка в начале восьмидесятых была награждена государственной премией. Состоит из четырех компонентов: цемент, сажа ( с добавками кокса), вода, заполнитель. Главное достоинство — дешевизна исходных компонентов и простота технологии приготовления. Сделав смесь типа обычного бетона, где вместо песка использована сажа, получаем материал с удельным сопротивлением примерно 1-100 Ом·см.

Недостатки бетэла — нестабильное сопротивление, водопоглощение с последующим изменением многих параметров, малый коэффициент теплопроводности (~ 0.6 Вт/(м·К)). Это не дает возможности создания мощных резисторов для энергетики. Точнее резисторы такие можно создать, но они могут работать только ограниченное время.

Опыт показывает, что бетэловый резистор можно включать только на несколько секунд.

Материал «ЭКОМ» для резисторов и обогревателей

Производственное научное предприятие “ПНП Болид” разрабатывает и изготавливает высоковольтные заземляющие резисторы, нагреватели бытового и промышленного применения на основе промышленно — выпускаемых резистивных элементов из композиционного материала “ЭКОМ” (авторы Сарин, Зиновьев и др.). 

Материал “ЭКОМ” составляется из трех мелкодиспергированных компонентов: силицированный графит, окись железа, корунд и одного жидкого компонента: ортофосфорная кислота. Каждый из компонентов обеспечивает определенную функцию. Графит обеспечивает электропроводность материала за счет контактов частичек графита между собой и получения, тем самым, сплошного проводящего мостика от одного электрода к другому. Изменяя концентрацию графита, можно менять, в значительных пределах электропроводность композиционного материала. Корунд обеспечивает его теплопроводность, ввиду того, что теплопроводность корунда достаточно велика (30-50 раз больше теплопроводности других компонентов) и составляет примерно 30 Вт/(м·К). Для сравнения, это значение равно теплопроводности нержавеющей стали. Взаимодействие  окиси железа с ортофосфорной  кислотой дает фосфат железа, обеспечивающий механическую прочность. Материал имеет следующие  параметры:

Параметры материала

Значения

Электропроводность

10-6…3000 Ом/м

Механическая прочность на сжатие

50-100 МПа

Температурный коэффициент удельного сопротивления

- (1,5…2)´10-3 К-1

Плотность

2,6…2,7 Мг/м3

Температурный коэффициент линейного расширения

10-5

К-1

Теплопроводность

3…4 Вт/мК

Теплостойкость

1100  °С

Нагревостойкость

3

00  °С

Одиночный элемент резистора из материала ЭКОМ выпускается в виде нескольких типоразмеров. Наиболее часто применяется в изделиях элемент с размерами 150х150х10 мм,  весом 0.6 кг, номинальным сопротивлением  R=2¸20 Ом. В каждом конкретном случае осуществляется выбор необходимого номинала путем изменения соотношения компонентов и изготовление элементов в нужном количестве. В зависимости от допустимой длительности включения и способов организации теплоотвода допустимая мощность на элемент может меняться в пределах от 50 Вт до 200 Вт.     

В конструкции электрообогревателей и резисторов предусмотрено использование нескольких элементов соединенных последовательно. Можно показать, что при таком типе соединения происходит выравнивание мощности по элементам, что обусловлено отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. При увеличении мощности на каком-то элементе его сопротивление уменьшается, что приводит к уменьшению падения напряжения на этом элементе, что приводит, в свою очередь, к уменьшению мощности на этом элементе.

В процессе разработки материала было перепробовано большое количество компонентов. Рассмотрим варианты выбора электропроводного компонента. Были испробованы порошки металлов: нержавеющая сталь, медь и т.п. Выяснилось, что композит на основе металлических порошков меняет свое сопротивление после каждого эксперимента с протеканием более-менее значительного тока, а именно, сопротивление уменьшается. Когда разобрались, оказалось, что частички металла сплавляются в месте контактов за счет повышенной плотности тока и повышенной температуры в контактах. В результате перешли на материал, который теоретически плавится  при температуре 3500 °С, а именно, графит.

Однако не всякий графит подходит — красивый, блестящий коллоидный графит имеет слишком высокую электропроводность, низкую адгезию к связующему материалу ( в результате — низкая прочность материала) и повышенный температурный коэффициент сопротивления. Изготовленные на основе этого материала нагреватели «разбегались» по температуре, т.е. по мере нагревания сопротивление материала уменьшалось, что приводило к увеличению мощности, это вело к дополнительному нагреву, увеличению мощности и т.д. Чтобы предотвратить выход из строя из-за перегрева, пришлось ставить термодатчики, которые отключали прибор после достижения определенной температуры.

Важно также выбрать концентрацию графита. Дело в том, что сопротивление сильно зависит от его содержания. При этом, при малом содержании материал является диэлектриком, а затем, при увеличении количества графита, становится проводником. При этом имеется пороговое значение концентрации графита, при котором резко меняется  электросопротивление.

Особенностью композиционных материалов структуры ЭКОМа является наличие контактного сопротивления между впрессованным электродом и материалом, которое может лежать в пределах от десятых долей до единиц Ом. Когда это сопротивление становится сравнимым с сопротивлением элемента, элемент бракуется.

Электропроводящие полимеры

Как известно, полимеры являются диэлектриками. Однако можно их сделать и проводниками. Для чего такие проводники? Они, в отличие от металлов, имеют высокую коррозионную стойкость, легкую обрабатываемость, малый удельный вес, эластичность, дешевизну и т.п. Для того, чтобы из диэлектрика сделать проводник используются два пути. При введении дисперсной электропроводной фазы, тем самым получается композит, в котором матрицей является полимер, а наполнителем — электропроводная добавка. Обычно используют один из видов технического углерода, чаще сажу. Трудности — плохая адгезия полимера и наполнителя. Значит трудно ввести достаточно много наполнителя чтобы достичь высокой электропроводности. Характерное значение удельного электросопротивления при 20% содержании ацетиленовой сажи составляет 102 Ом·м.  

            Второй вариант электропроводящих полимеров заключается в модифицировании их структуры. Оказывается, если сделать полимер не из насыщенных углеводородов, а из ненасыщенных,  в которых есть двойные, либо тройные связи, то в таком полимере может быть электронная, либо дырочная электропроводность. Первым электропроводным полимером был полиацетилен, в котором чередуются одинарные и двойные связи в линейной молекуле полимера. Пока электрополимеры такого типа не вышли за пределы лабораторий. Но несомненно, у них есть будущее. Достигнутое значение удельного сопротивления примерно как у графита (10-3 Ом×м, частное сообщение японских разработчиков) .

 Методы измерения

В лабораторной работе проводятся комплексные измерения:  падения напряжения на электродах пяти пластин из материала ЭКОМ, падения напряжения на самом материале,  ток через образцы и температура образцов. При этом измерения производятся сразу после включения, и после истечения 10 минут.  Падение напряжения измеряются с помощью вольтметра и щупов с изолированной ручкой, прикладываемых, поочередно к клеммам и к графитовым полоскам на пластинах ЭКОМ вблизи электродов. Температура образцов измеряется с помощью термопар. Ток с помощью амперметра.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка смонтирована на стенде. Схема установки показана на рисунке. Резистивные элементы из ЭКОМа (позиция 1 на рисунке) соединяются последовательно между собой и с амперметром. При включении установки через них протекает ток до 1 ампера, измеряемый амперметром. Падение напряжения на элементах можно измерить при помощи вольтметра, подключаемого к клеммам 2, либо непосредственно к материалу, в местах на поверхности, наиболее близких к электродам. Разница напряжений, измеренных на клеммах и на материале, определяется именно контактными сопротивлениями на границе электродов и материала. Температура измеряется при помощи специального прибора и термопар, приложенных к обратной стороне образца.  Выводы термопар присоединены к клеммам 3.

     

Корреляция между плотностью и механическим сопротивлением грунта, полученная с помощью зондов разной геометрии

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время рост сельского хозяйства привел к интенсификации использования природных ресурсов в целом и, в частности, ускорил многие процессы деградации почвы, что отрицательно сказалось на посевах.

Среди факторов, оказывающих наибольшее влияние на урожайность, выделяются факторы, связанные со свойствами почвы. Важной переменной почвы является механическое сопротивление, характеристика, которая взаимодействует с другими свойствами почвы, такими как насыпная плотность, текстура, содержание влаги и пористость (Saffih et al., 2009).

Уплотнение, измеряемое по механическому сопротивлению, оказываемому почвой, вызывается движением сельскохозяйственного оборудования, а также ненадлежащим управлением обработкой почвы и действием дождя на голую почву, среди прочих причин, представляет собой пагубный эффект. на урожайность сельскохозяйственных культур (Ботта и др., 2002, 2007, Родригес и Валенсия, 2012 и Оливет и Кобас, 2013).

Arvidsson et al. (2004) предполагают, что в зависимости от типа почвы и текстуры, влажность почвы должна быть ниже предела пластичности (LP) во время сельскохозяйственных работ, что совпадает с мнением нескольких авторов (Mueller et al., 2003) и Barzegar et al. (2004), наиболее подходящая влажность для механизированных сельскохозяйственных работ соответствует 0,7 — 0,9 LP.

Многочисленные исследователи и производители разработали датчики для непрерывного (на ходу) измерения свойств почвы (Адамчук и др., 2004; Холл и Рапер, 2005; Херрера и др., 2011 и Хеммат и др., 2013). На основе методов измерения было разработано большое количество прототипов зондов, однако во всех случаях использовались зонды разной геометрии, без указания того, какой из них является оптимальным.

Аналогично, Johnson (2003), Chung et al. (2004), Chung & Sudduth (2006) и Nader et al. (2013) разработали различные модели взаимодействия зонда с почвой, чтобы прояснить этот процесс взаимодействия и связать показания зондов с уровнем уплотнения почвы при различных условиях влажности. Некоторые из этих моделей не могут быть проверены в различных почвенных условиях, а другие имеют недостаток, заключающийся в том, что они не принимают во внимание некоторые геометрические параметры, такие как длина и площади боковых поверхностей зондов.

Другие исследования были направлены на определение степени уплотнения почвы с использованием неинвазивных методов, основанных на приложении электромагнитных полей к почве (Martínez et al., 2010, 2011), однако они не могли быть применены из-за одновременное влияние таких факторов, как влажность и содержание органических веществ в почве.

В частном случае настоящего исследования ряд экспериментальных исследований был проведен Chukwu & Bowers (2005), Hall & Raper (2005), Chung et al.(2006), Chung & Sudduth (2006) и Sharifi & Mohsenimanesh (2012), чтобы получить зонд наилучшей корреляции с кажущейся плотностью и сопротивлением проникновению. Однако до сих пор нет точной информации о технических требованиях к конструкции зондов, поэтому целью этого исследования было определение типа зонда, который обеспечивает возможные уровни корреляции между кажущейся плотностью и сопротивлением проникновению при различных условиях влажности для выщелоченная красная ферраллитовая почва, типичная для Кубы.

МЕТОДЫ

Экспериментальные исследования проводились в Лаборатории почвенных каналов Центра механизации сельского хозяйства (CEMA) факультета технических наук Аграрного университета Гаваны (UNAH), расположенного в муниципалитете Сан-Хосе-де-ла-Лахас в провинции Маябеке.

Изучаемая почва представляет собой ферраллитовую почву с красным выщелачиванием в соответствии с последней действующей в стране классификацией (Hernández et al., 2015) из сельскохозяйственного района Сан-Хосе-де-лас-Лахас в провинции Маябеке, Куба, с индекс пластичности 30.4%, предел пластичности 30,7% и 3,01% органических веществ (González, 2008).

Проектирование и изготовление зондов различной геометрической формы

Для проведения экспериментов было разработано восемь типов зондов, пять из которых имеют форму конуса и три — форму клина. Их геометрические характеристики приведены в таблице 1.

Длины зонда и стержня во всех случаях оставались неизменными. Конус с углом 30º и площадью основания 130 мм 2 соответствует стандартному конусу Американского общества сельскохозяйственной и биологической инженерии (ASABE).В качестве материала для изготовления зондов использовалась сталь 1045 в соответствии со стандартом Американского института железа и стали (AISI) с обработкой поверхности 0,32 мкм.

ТАБЛИЦА 1

Геометрические характеристики зондов, подлежащих экспериментированию


Методика определения влажности и плотности почвы

Подготовка проб и измерение сопротивления проникновению, плотности и влажности почвы

Образцы грунта для каждого варианта опыта помещали в семь металлических ящиков одинаковых размеров (рис.1). Их взвешивали, чтобы в каждом резервуаре было одинаковое количество почвы.


РИСУНОК 1
Размеры резервуаров для грунта.

Определение влажности и насыпной плотности почвы проводилось в соответствии с NC 67: (2000). Взвешивание образцов до и после сушки проводилось на электронных весах College с точностью до 0,01 г. Кроме того, использовалась сетка (рис. 2), чтобы унифицировать отбор проб, и три пробы почвы были взяты с помощью цилиндров Копецкого из каждого контейнера по диагонали и вдали от краев.

Грунт, ранее осажденный в ящиках, уплотняли механическим прессом до тех пор, пока все ящики не имели одинаковые уровни влажности и кажущейся плотности. Ящики были разделены на 25 квадрантов для отбора проб (рис. 2 а). Три красные точки обозначают сетки для измерения объемной плотности и влажности. В остальных квадратах было измерено сопротивление проникновению, полученное с помощью стандартного конуса ASABE (зеленые точки), а также сопротивление проникновению, полученное с другими геометрическими формами (синие точки).

Сопротивление проникновению определяли с помощью твердомера CEMA-08 (рис. 2b), рассчитанного на выдерживание нагрузок до 3 кН с оценкой 2 Н. Сопротивление проникновению рассчитывали путем деления силы проникновения, наблюдаемой на цифровом индикаторе. твердости по площади основания конуса или клина, подвергающегося экспериментам. Размеры основания конуса или клина измеряли микрометром с точностью до 0,01 мм.

Определение индекса конуса (стандарт ASABE) почвы было измерено с помощью цифрового пенетрометра FIELDSCOUT, модель: SC 900 SN: 328, с оценкой ± 1,25 см, ± 15 фунтов на квадратный дюйм (± 103 кПа).


РИСУНОК 2
a) Схема отбора проб на сопротивление проникновению, насыпной плотности и влажности. б) Твердомер ЦЕМА-08.

Опытный образец

Влажность и насыпная плотность почвы были определены как независимые переменные, принимая два уровня влажности: средний (28%) и высокий (35%) и три уровня насыпной плотности (1, 1,1 и 1,2 г / см -3 ), в результате чего факторный план 2×3, в общей сложности шесть обработок, которые должны быть выполнены во время экспериментальных прогонов.

Для каждого лечения выполнялось по три повтора. Максимальный и минимальный уровни объемной плотности были выбраны из предварительного эксперимента, чтобы достичь значений сопротивления проникновению в широком диапазоне от 0,5 до 6 МПа. В качестве зависимой переменной была установлена ​​устойчивость к проникновению, измеренная с помощью зондов различной геометрической формы.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В таблице 2 приведены результаты экспериментальных исследований, направленных на определение взаимосвязи между сопротивлением проникновению, измеренным с помощью зондов различных геометрических размеров, с индексом конуса ASABE и насыпной плотностью грунта в сухом состоянии.

ТАБЛИЦА 2

Взаимосвязь между сопротивлением проникновению, полученным с зондами разной геометрии с индексом конуса ASABE, и объемной плотностью в сухом состоянии для двух уровней влажности


Как видно из предыдущей таблицы, большинство протестированных геометрических форм показали сильную степень корреляции с индексом конуса ASABE для двух испытанных уровней влажности, за исключением клина с площадью основания 260 мм. 2 при влажности 35% и клине 130 мм 2 при влажности 28%, что показало умеренно сильную степень корреляции.Конус 60 o , степень корреляции которого была слабой для влажности 35%, также был исключением.

График экспериментальных точек показан на рис. 3, а также линия наилучшего совпадения для случая конуса и клина с углами 30º и площадью основания 520 мм. 2 , для которых наиболее сильные градусы корреляция с индексом конуса ASABE была получена для обоих уровней влажности, в результате чего коэффициенты определения между R 2 = 0,93 и R 2 = 0.95.


РИСУНОК 3
Уравнение регрессии и коэффициент детерминации между индексами клина (IW), полученными с клином 30×520 мм2, и индексом конуса (IC) ASABE для каждого из исследуемых уровней влажности.

Корреляционный анализ между сопротивлением проникновению, полученным с помощью различных датчиков, и кажущейся плотностью показал более различное поведение, получая сильную степень корреляции только в случае клина 30 o x 520 мм 2 и конус 60 o x 260 мм 2 , где коэффициенты определения R 2 были равны 0.84 и 0,81 соответственно для уровня влажности 28%. При обработке с высоким уровнем влажности (35%) были получены только умеренно сильные степени корреляции с кажущейся плотностью для случаев конуса 30 o x 520 мм 2 и клина 30 o x 260 мм 2 .

Что касается индекса конуса ASABE и его корреляции с кажущейся плотностью, результаты экспериментов показали слабую корреляцию (R 2 = 0,16) для высокого уровня влажности и умеренно сильную корреляцию (R 2 = 0.60) для влажности 28% (рис.4). Аналогичные результаты были получены Вегой (2008) во время непрерывного отбора образцов индекса конуса в красных ферраллитных почвах в тростниковых районах провинции Маябеке, в то время как Холл и Рапер (2005) сообщают, что аналогичный коэффициент определения между индексом конуса и насыпной плотностью ( R 2 = 0,55), но для песчано-илистого грунта (71,6% песка; 17,4% ила; 11% глины).


РИСУНОК 4
Уравнение регрессии и коэффициент детерминации между индексом конуса ASABE и объемной плотностью для каждого из исследуемых уровней влажности.

Эти результаты контрастируют с результатами, полученными для другого типа почвы Рамиресом и Салазаром (2006), которые сообщают для Андисола (Маринилла-Ла-Монтаньита, Колумбия) тесную связь (R 2 = 0,95) кажущейся плотности с сопротивление проникновению, полученное с помощью конического пенетрометра 30 o и диаметром 10 мм у основания, в экспериментальном диапазоне с плотностями от 0,3 до 1,0 г ∙ см -3 и сопротивлением проникновению между 2.0 и 4,2 МПа.

Таким же образом, полученные результаты показывают, что сопротивление проникновению, полученное с помощью призматического зонда 30 o x 520 мм 2 , показало наивысшую степень корреляции, как с индексом конуса ASABE, так и для влажности уровни, как и в случае насыпной плотности для уровня влажности 28% (рис. 5).


РИСУНОК 5
Уравнение регрессии и коэффициент детерминации между индексами клина (IW), полученными с клином 30 x 520 мм2, и объемной плотностью для каждого из исследуемых уровней влажности.

Подобные результаты, хотя и для песчано-илистых почв (71,6% песка; 17,4% ила; 11% глины), сообщили Hall & Raper (2005), которые получили более высокие значения коэффициента детерминации (R 2 = 0,74) с клиновидным призматическим зондом 30 o x 620 мм 2 в области основания.

ВЫВОДЫ

Клиновидный призматический зонд с углом 30 o и площадью основания 520 мм 2 показал самые высокие уровни корреляции с индексом конуса ASABE (R 2 = 0.95) и кажущейся плотности (R 2 = 0,84) для влажности 28%. Следовательно, этот зонд имеет наилучшие характеристики для определения сопротивления выщелачиванию выщелоченной красной ферраллитной почвы, типичной для Кубы, поскольку он предоставит информацию не только о сопротивлении проникновению, но также и о кажущейся плотности почвы, в данном случае измеряя при уровне влажности около 28%.

ССЫЛКИ BIBLIOGRÁFICAS

АДАМЧУК В.И.; HUMMEL, J .; MORGAN, M .; УПАДХЯЯ, С.: «Датчики почвы для точного земледелия», Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве, 44 (1): 71-91, 2004, ISSN: 0168-1699.

ARVIDSSON, J .; КЕЛЛЕР, Т .; GUSTAFSSON, K .: «Специальная осадка для отвального плуга, чизельного плуга и дисковой бороны при разном содержании воды», Исследование почвы и обработки почвы, 79 (2): 221-231, 2004, ISSN: 0167-1987.

BARZEGAR, A .; HASHEMI, A .; HERBERT, S .; АСОДАР, М .: «Взаимодействие системы обработки почвы и содержания влаги в почве на гранулометрический состав для подготовки семенного ложа в Fluvisols на юго-западе Ирана», Исследование почвы и обработки почвы, 78 (1): 45-52, 2004, ISSN: 0167-1987 .

BOTTA, G .; JORAJURIA, D .; ДРАГИ, Л .: «Влияние нагрузки на ось, размера и конфигурации шин на уплотнение свежепахотной глинистой почвы», Журнал Terramechanics, 39 (1): 47-54, 2002, ISSN: 0022-4898.

BOTTA, G.F .; POZZOLO, O .; БОМБА, М .; ТУРН, М .; EDUARDO, S .; РОСАТТО, H.G .; GILI, A.A .; RESSIA, J.M .; АЛОНСО, Д .; ВАСКЕС, Дж.: «Aplicación del tráfico controlado en la cosecha de maíz (Zea mays L.): Efecto sobre rendimientos del cultivo y las propiedades físicas del suelo», Agro-Ciencia, 23: 23-29, 2007, ISSN: 0716 -1689.

CHUKWU, E .; Бауэрс, К.: «Мгновенное определение механического сопротивления почвы на нескольких глубинах с движущегося транспортного средства», Транзакции ASAE, 48 (3): 885-894, 2005, ISSN: 0001-2351.

CHUNG, S .; СУДДУТ, К .: «Модели разрушения грунта для вертикально работающих и горизонтально работающих датчиков прочности», Труды ASABE, 49 (4): 851-863, 2006, ISSN: 0001-2351.

CHUNG, S .; SUDDUTH, K .; CAMERON, R .; LUZIO, G .; KAUFFMAN, S .; ГРОМАНН, К .: «Характеристика индекса конуса и данных осадки при обработке почвы для определения конструктивных параметров датчика профиля прочности почвы на ходу», Сельскохозяйственная и биосистемная инженерия, 5 (1): 10-20, 2004.

CHUNG, S .; SUDDUTH, K .; HUMMEL, J .: «Разработка и проверка датчика профиля прочности грунта на ходу», Труды ASABE, 49 (1): 5-14, 2006, ISSN: 0001-2351.

GONZÁLEZ, O .: Modelación de la compactación provocada, por el tráfico de los neumáticos de los vehículos agrícolas, en suelos en condiciones de labratorio, Аграрный университет Гаваны (UNAH), PhD. Диссертация, Сан-Хосе-де-Лас-Лахас, Маябеке, Куба, 134 стр., 2008 г.

ЗАЛ, H .; RAPER, R .: «Разработка и оценка концепции системы измерения прочности грунта на ходу», Труды ASAE, 48 (2): 469-477, 2005, ISSN: 2151-0032, e-ISSN: 2151 -0040.

HEMMAT, A .; BINANDEH, A .; GHAISARI, J .; ХОРСАНДИ, А .: «Разработка и полевые испытания интегрированного датчика для измерения механического сопротивления почвы на ходу», Датчики и исполнительные механизмы A: Physical, 198: 61-68, 2013, ISSN: 0924-4247.

HERNÁNDEZ, A .; PÉREZ, J .; BOSCH, D .; КАСТРО, Н .: Clasificación de los suelos de Cuba, Ed. Ediciones INCA, Mayabeque, Mayabeque, Cuba, 93 p., 2015, ISBN: 978-959-7023-77-7.

HERRERA, S.M .; IGLESIAS, C.C .; LARA, C.D .; ГОНСАЛЕС, К.O .; LÓPEZ, B.E .: «Desarrollo de un sensor para la medición Continúa de la compactación del suelo», Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 20 (1): 06-11, 2011, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.

ДЖОНСОН, J.B .: Статистическая микромеханическая теория проникновения конуса в сыпучие материалы, вып. ТР-03-3, Инст. Центр инженерных исследований и разработок инженерного корпуса армии США, (ERDC / CRREL), США, 2003 г.

MARTÍNEZ, R .; RODRÍGUEZ, R .; PÉREZ, A .: «Sensoramiento del estado de compactación del suelo mediante un campo magnético variable», Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 20 (1): 25-30, 2011, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.

MARTÍNEZ, R.A .; RODRÍGUEZ, R .; PÉREZ, A .: «Влияние частоты возбуждения и дистанции зачисления зачисленных в течение всего времени проводимости, проводимой в электрическом поле, медианное медианте и переменное магнитное поле», Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 17-23, 2010 (4). : 1010-2760, э-ISSN: 2071-0054.

MUELLER, L .; SCHINDLER, U .; FAUSEY, N.R .; LAL, R .: «Сравнение методов оценки максимального содержания влаги в почве для оптимальной обрабатываемости», Исследование почвы и обработки почвы, 72 (1): 9-20, 2003, ISSN: 0167-1987.

NADER, B.M .; ШАРИФИ, А .; ALIMARDANI, R .; HEMMAT, A .; KEYHANI, A .; LOONSTRA, E .; WEISSKOPF, P .; STETTLER, M .; КЕЛЛЕР, Т .: «Использование тройной сенсорной системы для измерения уплотнения почвы на ходу», Исследование почвы и обработки почвы, 128: 44-53, 2013, ISSN: 0167-1987.

NC 67: 2000: Geotecnia. Determinación del contenido de humedad de los suelos y rocas en el labratorio (Sust. A las NC 54-236: 83 y NC54-353: 86)., Vig de 2000.

OLIVET, R.Y.E .; COBAS, HD: «Balance energético de dos aperos de labranza en un Fluvisol para el cultivo del boniato (Ipomoea batatas Lam)», Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 22 (2): 21-25, 2013, ISSN: 1010-2760, e -ISSN: 2071-0054.

RAMÍREZ, R .; SALAZAR, C .: Cambios de la resistencia a la Penetracion en un suelo con differentes sistemas de manejo y su relación con algunas propiedades físicas en un andisol-Marinilla La Montañita, [en línea], 2006, Disponible en: http: // www .unalmed.edu.co / esceocien / ramiro_ramírez.html.

RODRIGUEZ, L.A .; ВАЛЕНСИЯ, J.J .: «Impacto del tráfico de equipos durante la cosecha de caña de azúcar (Saccharum officinarum)», Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 16 (10): 1128-1136, 2012, ISSN: 1415-4366.

SAFFIH, H.K .; DÉFOSSEZ, P .; РИЧАРД, G .; CUI, Y.-J .; TANG, A.-M .; ЧАПЛЕН, В .: «Метод прогнозирования восприимчивости почвы к уплотнению поверхностных слоев в зависимости от содержания воды и объемной плотности», Исследование почвы и обработки почвы, 105 (1): 96-103, 2009, ISSN: 0167-1987 .

ШАРИФИ, А .; МОХСЕНИМАНЕШ, А .: «Измерение механического сопротивления почвы с помощью уникального горизонтального датчика с несколькими конусами», International Agrophysics, 26 (1): 61-64, 2012, ISSN: 0236-8722.

ВЕГА, Е.: Estudio del efecto de la compactación del suelo Ferralítico Rojo compactado durante la cosecha mecanizada de la caña de azúcar. Estudio de caso: CPA Amistad Cuba-Nicaragua, Universidad Agraria de La Habana, Eng. Диссертация, Сан-Хосе-де-лас-Лахас, Маябек, Куба, 2008.

Банкноты

6 Упоминание товарных знаков конкретного оборудования, инструментов или материалов предназначено для идентификации, и в отношении них нет никаких рекламных обязательств ни со стороны авторов, ни со стороны издателя.

Заметки автора

Эрнесто Рамос-Карбахал, профессор Автономного университета Чьяпаса (UNACH), Escuela de Estudios Agropecuarios de Mezcalapa Carretera Chicoase-Malpaso, km 28 + 800 Copainala, Chiapas, México, C.P. 29620, электронная почта: [email protected]

Артуро Мартинес-Родригес, титулярный профессор, Университет Аграрии де ла Гавана (UNAH), Facultad de Ciencias Técnicas, Departamento de Ingeniería, Carretera Tapaste y Autopista Nacional km 23 ½ San José de Las Lajas, Mayabeque, Cuba, почтовый индекс 187, Куба -19, электронная почта: armaro466 @ gmail.com

Армандо Э. Гарсия де ла Фигаль-Косталес, титулярный профессор, Аграрный университет Гаваны (UNAH), Facultad de Ciencias Técnicas, Departamento de Ingeniería, Carretera Tapaste y Autopista Nacional km 23 ½ San José de Las Lajas, Mayabeque 32700, Apartado Postal 18-19, электронная почта: [email protected]

Geisy Hernández-Cuello, Investigador Auxiliar, Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, Centro de Mecanización Agropecuaria, Carretera Tapaste y Autopista Nacional, км 23 ½ San José de Las Lajas, Mayabeque, Cuba, 32–1900, , электронная почта: geisyh @ unah.edu.cu

Авторы данной работы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

* Автор для переписки: Эрнесто Рамос Карбахал e-mail [email protected]

Ток, плотность тока, резистор, удельное сопротивление — PHYS 230 — Общие

Темы: ток, плотность тока, резистор, удельное сопротивление

Дополнительная литература: Учебник Lea, глава 26. 1 Глава 26.

Связанное HW: HW 4a.

Ток и плотность тока Электрические токи — это потоки электрического заряда.

Предположим, что набор зарядов движется перпендикулярно поверхности области A, как показано на рисунке

.

Электрический ток I определяется как скорость, с которой заряды протекают через область A. Если количество заряда ΔQ проходит через поверхность в интервале времени Δt, то ток I определяется выражением ΔQ = IΔt; I = ΔQ / Δt (единица измерения I — 1 кулон в секунду = 1 А, 1 ампер). Плотность тока (единица j составляет 1 ампер на квадратный метр = 1 А / м 2) — понятие, тесно связанное с током и описывает направление тока и интенсивность на единицу площади поперечного сечения.Величина плотности тока j в любой точке пространства — это количество заряда в единицу времени на единицу площади. плавно пройти через эту точку. То есть j = ΔQ / (Δt ΔA) Это тоже верно. j = ΔI / ΔA

Чтобы интегрировать плотность тока j по всей площади поперечного сечения проводника A, вы получите полный ток I. Если плотность тока j однородна и перпендикулярна площади поперечного сечения, I = jA

Ток I — это скаляр, но j  — вектор, направление которого является направлением потока тока, который является направление потока эффективных положительных зарядов.

Макроскопическая (крупномасштабная) картина закона Ома: I = V / R; Величина тока определяется разностью потенциалов V и сопротивлением R между любыми двумя точками. R = V / I; Электрическое сопротивление компонента схемы — это разность потенциалов V между его концы делятся на ток I, который устанавливается в ответ на разность потенциалов. Сопротивление R измеряется в единицах 1В на ампер, 1В / А = 1 Единица измерения R в системе СИ — ом (Ом, греческая буква Омега)

.

Изображение плотности тока под микроскопом Обратите внимание, что когда ток не равен нулю, это не состояние равновесия.Поле E в проводнике не равно нулю, когда есть ток. Если носители заряда в проводнике имеют плотность n, заряд q и скорость дрейфа vd, то плотность тока J равна произведение n, q и vd.

В омических проводниках скорость дрейфа носителей заряда vd пропорциональна электрическому полю E в проводнике. дирижер. Эта пропорциональность возникает из-за баланса между ускорением электрического поля и торможение из-за столкновений носителей заряда с решеткой.”В устойчивом состоянии эти два условия уравновешивают друг друга, что приводит к постоянной скорости дрейфа («конечной» скорости), пропорциональной E.

Эта пропорциональность прямо приводит к «микроскопическому» закону Ома, который гласит, что плотность тока j равна электрическому полю, умноженному на проводимость j = σ E. Электропроводность материала σ равна величине, обратной его удельному сопротивлению ρ.  = 1 / σ

Удельное сопротивление материала фактически зависит от температуры T. Для металлов удельное сопротивление крайне низкое, потому что там много свободных зарядов.Удельное сопротивление линейно увеличивается с повышением температуры в большом диапазоне T: потому что при более высоких T свободные заряды будут больше блокироваться активные решетки атомов. У полупроводников, таких как кремний, мало свободных зарядов. Когда температура выше, можно освободить больше электронов, следовательно, проводимость увеличивается, а удельное сопротивление уменьшается.

Обратите внимание, что удельное сопротивление ρ и проводимость σ описывают свойства материала по сопротивлению и проводимости. Текущий. Это микроскопические свойства, определяемые фактами на атомном уровне материалов.Удельное сопротивление ρ и проводимость σ связана только с самим материалом и температурой. Они не зависят от размера и формы. резистора. Так же, как массовая плотность золота или серебра зависит от самого материала и температуры, но не в зависимости от размера и формы самого предмета.

С другой стороны, сопротивление R предназначено для макроскопического компонента схемы (резистора). R зависит от свойств материала (удельное сопротивление ρ), длины и площади поперечного сечения компонента.R = ρL / A. R пропорционален удельному сопротивлению материала ρ и длине (чем длиннее канал, тем больше сопротивление). R обратно пропорционально площади поперечного сечения A. (чем шире канал, тем меньше сопротивление).

Мощность, потребляемая резисторами при наличии тока: (скорость омических потерь или джоулева нагрева)

Это как раз мощность, обеспечиваемая аккумулятором.

Безопасность

Подготовка карты внутреннего сопротивления для оптимизации толщины и плотности электродов с использованием симметричной ячейки для высокопроизводительных литий-ионных батарей и конденсаторов

https: // doi.org / 10.1016 / j.jpowsour.2018.05.083Получить права и контент

Основные моменты

Для оптимизации LIB-электродов была предложена карта прогнозирования внутреннего сопротивления.

Также была предложена новая конструкция ячейки — симметричная ячейка со съемным противоэлектродом.

Внутренние сопротивления были проанализированы с применением EIS на недавно разработанных симметричных элементах.

Эмпирическая формула между R ct и плотностью электрода была выведена из анализа EIS..

Abstract

Методы определения и оптимизации внутреннего сопротивления электродов имеют решающее значение для достижения одновременных целей высокой плотности энергии и высокой плотности мощности в литий-ионных батареях. В этом исследовании мы предлагаем и подтверждаем эффективность метода оптимизации конструкции электродов, основанного на построении карты внутреннего сопротивления , инструмента визуализации для минимизации сопротивления электродов. Построение карты осуществляется путем определения трех основных компонентов сопротивления электрода — сопротивления переносу заряда, ионного сопротивления и контактного сопротивления — и выяснения зависимости каждого компонента от плотности и толщины электрода.Мы производим электродные листы различной плотности и толщины и проводим измерения методом спектроскопии импеданса электродов (EIS) для измерения зависимости внутреннего сопротивления от плотности и толщины, которую мы характеризуем с помощью эмпирических формул, включенных в нашу карту внутреннего сопротивления. Используя нашу карту, мы прогнозируем, что сопротивление на единицу площади никель-кобальт-марганцевого (NCM) электрода достигает своего минимального значения при толщине 70 мкм и плотности 2,9 г / см −3 . Затем мы используем карту для прогнозирования вариаций падения ИК-излучения для электродов NCM разной плотности, получая результаты, полностью согласующиеся с экспериментальными измерениями.

Ключевые слова

Литий-ионные батареи

Внутреннее сопротивление

Композитный электрод

Симметричная ячейка

Плотность электрода

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2018 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Быстрое переключение электронного сопротивления с участием состояний волны скрытой плотности заряда

Прежде чем обсуждать механизм переключения, мы сначала выделим необычные наблюдения.Переключение происходит очень быстро и работает как защелка с очень резким порогом тока, что не может быть связано с пробоем диэлектрика на нитевидные пути, связанные с движением ионов, как в халькогенидных стеклах 7,12 , манганитных изоляторах Мотта 13 или полосовых изоляторах. мемристоры, такие как TiO x (ссылка 14). Также можно исключить туннелирование стабилитрона и лавинный пробой, поскольку они не проявляют метастабильности. Импульсная кривая I – V ниже порога переключения также качественно отличается от наблюдаемого поведения при скольжении и снятии пиннинга CDW 6,15,16 .С другой стороны, значительно выше I T , отрицательное поведение DR постепенно переходит в небольшое положительное DR с повышением температуры, что напоминает скользящую проводимость без диссипации ВЗП (проводимость Фрелиха), наблюдаемую в голубой бронзе при аналогичных плотностях тока. 17 .

В предыдущих экспериментах по оптическому переключению электроны (e) и дырки (h) однородно фотовозбуждены и пространственно перекрываются. 2 . Комбинация узкой спектральной ширины и неизменной спектральной интенсивности коллективной амплитудной моды в фотовозбужденном H-состоянии по сравнению с C-состоянием указывает на то, что эти два состояния являются сравнительно однородными.В настоящее время e и h пространственно разделены на обоих электродах, поэтому оптический механизм не применяется, и мы ожидаем, что структура будет менее однородной. Изображения с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) поверхности образца после ввода тока с помощью наконечника СТМ подтверждают это: они показывают нерегулярный меандр ДГ, а не регулярный массив ДГ (см. Дополнительные рисунки 4 и 5) 18,19 . В наших экспериментах мы обнаружили, что разные R LO с разными релаксационными свойствами могут быть достигнуты с разными импульсными напряжениями вблизи порога (см. Дополнительное примечание 3 для нескольких примеров), что указывает на то, что разные конфигурации DW могут быть созданы в разных условиях.Ландшафт свободной энергии H-состояний в 1T – TaS 2 явно имеет несколько минимумов, что согласуется с понятием электронного стекла.

С точки зрения теории Ландау, заряд не может напрямую связываться с параметром порядка ψ ВЗП, но может связываться через инвариантные по Лифшицу члены пространственного градиента в свободной энергии, которые присутствуют в ДГ. Мы предполагаем, что по мере распространения импульса зарядов через образец энергия системы понижается носителями заряда, динамически создающими ДГ.Когда ДГ заряжаются (относительно фона ВЗП), они отталкиваются друг от друга, создавая периодически текстурированную полосовую структуру, эффект, хорошо известный в коррелированных электронных системах. Свободная энергия F для такой системы включает слагаемые от образования ИК-ВЗП и отталкивания ДГ и имеет ряд минимумов, соответствующих состояниям с разным порядком ВЗП и ДГ (рис. 4б) уже при отсутствии дополнительного заряда. 20 . В дополнительных примечаниях 4–5 и дополнительных рисунках 6–7 мы рассматриваем ситуацию подробно, показывая, что при инжекции заряда состояние C нестабильно по отношению к формированию периодического массива DW, IC с лежащей под ним структурой решетки.Причина этой нестабильности лежит в отрицательной кривизне обратной сжимаемости k = d 2 F / d n 2 <0, возникающей из-за формы F ( n ), которая в свою очередь является следствием кулоновского отталкивания между ДГ. Периодичность ДГ напрямую связана с плотностью инжектируемого заряда n i = n e n h : результирующая структура соизмерима, если n i = 0 и IC в противном случае с волновым вектором q H = n i / π , соответствующим минимуму свободной энергии (рис.4б). Таким образом, структура DW в H-состоянии, индуцированном инжекцией тока, аналогична NC-состоянию, но с периодичностью, которая зависит от n i . Неоднородность инжекции заряда, естественно, приведет к наблюдаемым в экспериментах пространственно неоднородным структурам ДГ. Тем не менее преобразование состояния из поляронов в зонные означает, что не только ДГ, но и все состояние является металлическим.

Рис. 4: Иллюстрация захвата носителей и образования DW после инжекции носителей.

( a ) Введенные заряды захватываются в C-структуре, вызывая образование текстурированного стеклянного электронного состояния. Плотность заряда ρ истощается на переднем фронте импульса по мере его прохождения через образец. ( b ) Зависимость свободной энергии от волнового вектора ВЗП на основе модели Наканиши и Шиба 20 . q C и q I — это q -векторы нелегированного соразмерного и IC состояний соответственно.Вектор q в состоянии H q H определяется плотностью носителей, образующих DW. ( c ) Изображение инжекции заряда на электродах в состоянии C и ( d ) полосная структура после процесса преобразования состояния Мотта в полосу.

Микроскопически простая картина Мотта – Хаббарда 21 неадекватна для описания образования DW 18 . Однако, если учесть также эффект дальнодействующего кулоновского отталкивания и рассмотреть импульсное распространение носителей заряда через соизмеримый поляронный кристалл (рис.4а) качественно понять происхождение текстурированного состояния можно и с микроскопической точки зрения. Носители, запущенные на электроды, сначала теряют свою избыточную энергию e V = E e E h = 1∼10 эВ (рис. 4c, d) в течение <1 пс. Учет рассеяния и потерь энергии на фононах этих носителей энергии дает коэффициент размножения лавины. К тому времени, когда e и h достигают верхней полосы Хаббарда (UHB) и нижней полосы Хаббарда (LHB), соответственно, количество несущих, вводимых импульсом длительностью 40 пс, составляет ∼.Заселенность полос Хаббарда нестабильна, поэтому, когда они распространяются в приложенном электрическом поле, дырки аннигилируют с локализованными электронами в центре каждого полярона, что приводит к созданию пустот в решетке полярона, сопровождаемого динамическим преобразованием поляронного поля. (Мотта – Хаббарда) состояния в состояния проводящей зоны по мере прохождения волны через образец (рис. 4a). (Исследования СТМ показывают, что не ожидается, что электроны будут демонстрировать такой же эффект, как дырки 18 .) Из изображений СТМ (подробности см. В дополнительном примечании 6) количество отверстий n h , которые могут быть размещены в DW находится примерно между ∼1 / 4 и 1/3 всех доступных поляронных узлов; Таким образом, для нашего типичного образца объемом 3 мкм 3 мы оцениваем n h ≈10 6 ∼10 7 .Это соответствует количеству введенных зарядов в импульсе n i . Однако вместо образования однородного пятна пустот на электроде в результате кулоновского взаимодействия формируется текстурированное состояние (рис. 4а). Время образования такого состояния DW после плавления, как известно, составляет τ до ∼1 пс (ссылка 22), что согласуется с наблюдаемой скоростью процесса переключения.

Таким образом, можно понять наблюдаемую независимость от длительности импульса: DW формируются несущими на переднем фронте импульса.При превышении определенного порога вся выборка преобразуется, и дополнительные начисления не имеют никакого дополнительного эффекта; таким образом, задний фронт импульса не имеет дальнейшего влияния. Важно отметить, что необычные экспоненциальные кривые I – V ниже порога, описываемые уравнением (1), можно понять в рамках этой картины с точки зрения туннелирования носителей через барьеры, возникающие в результате переходной структуры DW. Мы показываем в SM, что скорость туннелирования в таком состоянии, приводящем к уравнению (1), составляет R ∼exp ( V / V 0 ) β , где β ∼1, где энергия барьера V 0 связана с параметром порядка состояния C, что приводит к его T -зависимости, показанной на рис.3b.

Эксперименты вводят парадигму полностью электронного переключения между состояниями CDW для приложений хранения данных, выходящих за рамки существующих концепций 12,14,23,24,25,26,27,28,29 . Устройства, основанные на переключении состояний CDW в 1T – TaS 2 , можно масштабировать и интегрировать в обычно используемые конфигурации поперечин 30 . Продемонстрированная скорость записи ~ 30 пс ограничена извне, но на порядок выше, чем предыдущая запись для энергонезависимой памяти 14,25 .Собственная скорость оказывается <1 пс. При τ Вт = 30 пс, затраченная энергия на бит оценивается в пДж для устройства с площадью 2 × 2 мкм 2 (показано на дополнительном рисунке 8), что чрезвычайно мало, сравнимо с современные устройства с магнитной оперативной памятью (MRAM) 31 . Поскольку и V T , и R HI масштабируются линейно с расстоянием между контактами (см. Дополнительный рис.9), E B масштабируется линейно с размером вдоль направления контакта и может быть уменьшено с помощью устройства меньше.С практической точки зрения устройства он функционирует как защелка при низком уровне T . Обратный переход M I вызывается термически, что требует, чтобы устройство на мгновение нагрелось выше T c2 — что может быть выполнено в субнаносекундной шкале времени с соответствующим дизайном 25 . Более того, в практических устройствах используется массовое стирание, при котором одновременно стираются целые блоки; Таким образом, скорость E не является ограничивающей скоростью работы устройства.Рабочая температура устройства ограничена значением T c2 (рис. 3a). Известно, что это может быть значительно увеличено за счет замещения Se: 1T – TaS 1,5 Se 0,5 имеет T c2 > 300 K (ссылка 32), что дает возможность работы при комнатной температуре, тогда как время релаксации τ R недавно было показано, что его можно контролировать с помощью деформации сжатия 5 , настраивая время хранения данных в устройстве.

Физика для науки и техники II

Пример из отдела академических технологий на Vimeo.

Пример — плотность тока

Хорошо, давайте сделаем пример, связанный с плотностью тока. Скажем, плотность тока через цилиндрический проводник, плотность тока через цилиндрический проводник с большим радиусом R, изменяется по величине в зависимости от J, равна J0, умноженному на 1 минус небольшое r, на большом R.Где, маленький r — это расстояние от центральной оси провода. Итак, в соответствии с этим, при маленьком r равно 0 на оси, другими словами, плотность тока равна J0, так как эта сумма будет равна 0. И, когда маленькое r равно большому R , здесь у нас будет 1, 1 минус 1 будет равно 0. И, следовательно, на поверхности этого цилиндрического проводника плотность тока равна 0. Мы хотели бы вычислить ток через, скажем, поперечное сечение проводника. площадь сечения.

Хорошо, теперь у нас есть цилиндрический проводник, что-то вроде этого, и ток течет по этому проводнику, и плотность тока изменяется, радиус этого проводника большой R, и плотность тока изменяется в соответствии с этой функцией .Следовательно, если мы посмотрим на ось этого проводника, вдоль оси, плотность тока равна J0, и, когда мы удаляемся от оси и приближаемся к поверхности проводника, когда маленькое r становится большим R, тогда плотность тока равна 0 . И мы хотели бы определить силу тока, протекающего по этому проводнику, в зависимости от площади поперечного сечения этого проводника. Это вопрос.

Теперь давайте посмотрим на это сверху. И я нарисую поперечное сечение на более крупной диаграмме, вот так.Итак, вот вид сверху, радиус равен R, а маленький r представляет собой расстояние от этого центра, от оси. Теперь, поскольку плотность тока меняется, и, как вы помните, плотность тока определялась как ток на единицу площади, и, следовательно, если бы плотность тока была постоянной, мы могли бы легко вычислить ток, взяв скалярное произведение этих двух векторов. Но поскольку J изменяется в радиальном направлении, мы применим ту же процедуру, которую мы применили ранее для случаев переменной плотности заряда.

Здесь, поскольку изменение происходит в радиальном направлении, мы собираемся выбрать инкрементное кольцо. Другими словами, кольцо, концентрическое по отношению к этой окружности, имеет очень и очень тонкую толщину. Итак, радиус этого кольца небольшой r, а толщина равна DR. И это кольцо настолько тонкое, что, пройдя по толщине этого кольца, мы можем предположить, что плотность тока остается постоянной.

Итак, поскольку J равно величине плотности тока, это J0 умноженное на 1 минус небольшое r над большим R.DR настолько мал, что R плюс DR, то есть изменение, которое будет испытывать плотность тока, будет настолько маленьким, и пренебречь этим изменением и предположить, что оно остается постоянным на протяжении всей толщины этого кольца, этого возрастающего кольца. И, следовательно, мы можем вычислить ток, проходящий через толщину этого инкрементного тока. Мы можем сказать, что ток через толщину инкрементального кольца, и назовем его DI, будет равен плотности тока J, обозначенной точками площади этого кольца, где DA — это площадь кольца или поверхности. вектор площади.Это мы и говорим, что вектор площади поверхности кольца. И мы знаем, что вектор площади поверхности перпендикулярен поверхности. Если мы предполагаем, что ток идет в плоскость, например, и это направление I, и, как и DI, конечно, вектор площади поверхности DA также будет в плоскости, потому что он будет перпендикулярен поверхности. Тогда угол между этими двумя векторами будет равен 0 градусов, поэтому DI будет равен J величине DA, умноженной на косинус 0.А косинус 0 равен 1.

Хорошо, теперь мы запишем эти величины в явной форме, мы знаем, что J задается как J0, время 1 минус небольшое r по большому R, и это постоянное значение по всей толщине этого кольца. И DA можно получить как, разрезав это кольцо, как мы видели ранее в другом примере. У нас получится прямоугольная полоса, длина которой будет равна окружности этого кольца, которая равна 2 Pi R. И толщина этой полосы будет толщиной этого кольца, а именно DR.Следовательно, DA будет равно 2 Pi R, умноженному на DR. Итак, DI будет равно для J, у нас будет J0, умноженное на 1, минус маленькое r над большим R и умноженное на DA, и это будет 2 Pi, маленькое r умноженное на DR. Это будет инкрементный ток, проходящий через эту инкрементную кольцевую поверхность.

Теперь мы можем применить ту же процедуру, чтобы получить инкрементный ток, проходящий через следующее инкрементное кольцо. И затем следующее инкрементное кольцо, которое концентрично этому кольцу, а затем следующее, и так далее, и так далее.И мы делаем это по всей поверхности поперечного сечения этого проводника. Итак, мы вычисляем все эти маленькие DI через эти возрастающие кольца, а затем складываем их. Процесс сложения — это интегрирование, поэтому, если вы возьмете интеграл с обеих сторон, то мы получим полный ток, проходящий через площадь поперечного сечения этого цилиндрического проводника.

Границы интегрирования будут такими, мы начнем с самого внутреннего кольца, которое будет иметь радиус 0, и мы перейдем к самому внешнему кольцу, которое будет иметь радиус большого R.Хорошо, давайте продолжим и возьмем этот интеграл, первый член даст нам интеграл от 0 до R от J0, умноженного на 2 Pi R DR. И тогда второй член даст нам минус интеграл от 0 до большого R, равный J0, умноженному на 2 Pi, R, умноженному на R, является квадратом R, деленным на большое R, умноженное на DR. Мы можем легко взять эти интегралы здесь, J0 и 2 Pi, постоянными, мы можем вынести их за пределы интеграла, а также здесь, J0, 2 Pi и big R. Они постоянны, мы можем взять их за пределы интеграл. И тогда у нас будет J0, умноженный на 2 Pi R, квадрат на 2 от первого интеграла, который будет оценен как 0, и большой R минус J0, умноженный на 2 Pi, на большой R, умноженный на интеграл R, квадрат — R куб над 3, оцененный как 0 и большой Р.

Двигаясь дальше, эти 2 будут отменены, и если мы заменим границы, мы заменим маленькое r большим R, первое даст нам G0, умноженное на Pi, умноженное на большой квадрат R, а 0 даст нам только 0 минус, вот сейчас заменим большой R на куб R. Следовательно, у нас будет J0, время 2 Pi над большим кубом R, умноженным на R, над 3. Опять же, если мы заменим 0 на маленькое r, мы получим 0. Здесь мы можем отменить это R с помощью куба R. , оставляя R в числителе в квадрате. И, следовательно, у нас будет, поскольку A, общая площадь поперечного сечения цилиндрического проводника равна Pi, умноженному на квадрат радиуса, и тогда эта величина будет не чем иным, как A, и, как и здесь, у нас будет Pi R квадрат, и это тоже равно A.Следовательно, первый член будет J0 умножить на A минус второй член даст нам 2 больше 3 J0 умноженных на A.

Итак, наконец, у меня будет общий знаменатель: 3 J0 A минус 2 J0 A, разделенное на 3, даст нам 1, в 3 раза больше, чем J0 A. Что представляет собой ток, протекающий через этот цилиндрический проводник с точки зрения его площадь поперечного сечения и плотность тока J0.

Электрическое сопротивление зависит от плотности — Наука, образование, исследования

Эми была участницей проекта «Понимание науки».

Эми (Y10) предположила, что схема представляет собой « вещь, содержащую провода и компоненты, через которые может проходить электричество… она также должна содержать батарею ». Она думала, что электричества может пройти через « большинства вещей, ».

Для Эми «сопротивление — это все, что создает барьер, через который должен проходить ток, замедляя ток в цепи », и она подумала об этом с точки зрения аналогии с водой в трубах: « нас учили, что бак для воды и труба проходит вокруг него … просто представьте, что вода течет по трубе, и, очевидно, как, если труба становится меньше в какой-то момент, хм, поток воды должен замедляться, и это означает сопротивление чего-то ».

Итак, для Эми потоку заряда препятствовали физические барьеры, эффективно преграждающие его путь. Она сделала логическую ассоциацию с плотностью материала, исходя из того, что материал с плотно упакованными частицами будет иметь ограниченное пространство для прохождения заряда :

Итак, электричество будет « не очень легко, » пройти через деревянную скамью «, потому что древесина — довольно плотный материал, и частицы в нем довольно тесно связаны ».

В воздухе , однако, частицы были « не такой плотный, как твердое тело ». На вопрос, означает ли это, что электричество может довольно легко проходить через воздух, Эми ответила: « да, я так думаю, ».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.