понедельник, 31 января 2011 г.

Вольт амперная характеристика солевого раствора.

  Вольт амперная характеристика (ВАХ) элемента электрической цепи - это зависимость тока этого элемента от напряжения приложенного к нему. Если электрическое сопротивление элемента электрической цепи изменяется при изменении какого либо напряжения или тока этой цепи то вольт амперная характеристика (ВАХ) этого элемента будет нелинейной. Элемент, в этом случае, можно назвать нелинейным. Без нелинейных элементов невозможно создание: выпрямителей, усилителей электрических сигналов, запоминающих устройств, генераторов импульсов и многих других устройств. Нелинейной ВАХ обладает раствор хлорида натрия (поваренной соли). Для определения ВАХ раствор хлорида натрия можно собрать схему:
Рисунок 1 - Cхема для определения ВАХ раствора поваренной соли.

установка для определения вольт амперных характеристик
Рисунок 2.

Сопротивление резистора R2 - 1 кОм. Если параллельно резистору R2 подключить вольтметр то он покажет напряжение равное току (силе тока) цепи (ток всех элементов цепи одинаков) в миллиамперах. Чтобы измерить напряжение солевого раствора нужно вольтметр подключить параллельно этому раствору. Изменяя сопротивление реостата R1 и измеряя, описанным выше способом, токи и напряжения, для каждого значения сопротивления R1, находится ВАХ солевого раствора. ВАХ может быть представлена в виде таблицы или графика.
У меня получились такие значения:

Таблица 1 - ВАХ раствора поваренной соли.
вольт амперная характеристика раствора поваренной соли в виде таблицы

График этой характеристики выглядит так:
вольт амперная характеристика раствора поваренной соли
Рисунок 3 - ВАХ раствора поваренной соли.

        Из за погрешности возникающей в результате измерений значения имеют некоторый разброс. Можно произвести интерполяцию полученной характеристики например в программе MathCAD. Красными точками обозначены полученные значения, чёрной кривой - вольт амперная характеристика полученная в результате интерполяции. Взяв определённое значение напряжения и поделив его на соответствующее значение тока получиться статическое сопротивление раствора для данного тока. Определив для каждой точки статическое сопротивление можно построить график зависимости статического сопротивления от тока для раствора поваренной соли.  

Зависимость статического сопротивления от тока для раствора поваренной соли
Рисунок 4 - Зависимость статического сопротивления Rc от тока для солевого раствора.
   Из графика видно что с увеличением тока раствора хлорида натрия его сопротивление уменьшается. При данном диапазоне измерений сопротивление меняется от 1.1 кОм до 150 Ом. Запись каждого значения тока и напряжения ВАХ проводилась после того как эти ток и напряжение в схеме устанавливались. 




4 комментария:

  1. Какая концентрация раствора была при эксперименте?

    ОтветитьУдалить
  2. Использовался насыщенный раствор.
    Примерно 0.4 г/мл.

    ОтветитьУдалить
  3. 100 Ом ... 1000 Ом - да это лажа. У насыщенного раствора соли сопротивление порядка 1 Ома.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Это ещё зависит от площади электродов и расстояния между ними в растворе. А если в небольшую ёмкость с раствором поместить два щупа подключенных к омметру то омметр будет показывать сопротивление около 1 кОм, недавно проверял и сам видел.

      Удалить