Схема подключения ионистора: 1.9.4. Стандартная схема включения ионистора. Занимательная электроника [Нешаблонная энциклопедия полезных схем]

Содержание

Суперконденсатор – описание, расчет заряда, схема источника питания

Главная » Справочник » Суперконденсатор – описание, расчет заряда, схема источника питания

Суперконденсаторы (ионисторы) — это больше, чем просто конденсаторы большой емкости. Они работают по тому же принципу — накопление заряда в электрическом поле, однако при их изготовлении используются немного другие технологии.

У суперконденсаторов металлические электроды покрыты активированным углем и погружены в электролит. Благодаря своей пористости они могут накапливать гораздо больше заряда. В отличие от обычных конденсаторов, заряд накапливается не только на самом электроде, но и на его угольном покрытии. Вот почему их еще часто называют двухслойными конденсаторами (EDLC).

Более того, толщина изолятора здесь также намного меньше чем в обычных конденсаторах и измеряется в нанометрах. В результате этого можно запасти гораздо больше заряда — вплоть до сотни фарад! К сожалению, это происходит за счет допустимого напряжения.

Суперконденсаторы, доступные на рынке, обычно имеют номинальное напряжение 2,7В (одинарные) и 5,4В (сдвоенные). Конечно, это можно «исправить» и получить более высокое напряжение, подключив последовательно несколько суперконденсаторов, но при этом пожертвовав емкостью.

Немного теории

О суперконденсаторах нужно знать несколько вещей. Наиболее важные из них касаются зарядки, разрядки и подключения: последовательного и параллельного.

Зарядка суперконденсатора

Начнем с постоянной времени RC-цепи:

t=R*C

За время t суперконденсатор емкостью С, подключенный последовательно с резистором  R, зарядится примерно до 2/3 (точнее до 63,2%) напряжения питания. За время 5t суперконденсатор зарядится до значения очень близкое к напряжению питания (99,3%).

Эти интервалы обусловлены тем, что процесс зарядки конденсатора является не линейной функцией (экспоненциальной). Для определения его параметров можно использовать следующие формулы:

В приведенных выше формулах:

  • Q: мгновенный заряд, в момент t [Кл];
  • C: емкость конденсатора [Ф];
  • I: мгновенный зарядный ток [A];
  • V0: напряжение зарядки [В];
  • V: мгновенное напряжение на суперконденсаторе [В];
  • R: сопротивление, подключенное последовательно с суперконденсатором [Ом];
  • t: время [сек].

Обратите внимание, что:

Инвертор 12 В/ 220 В

Инвертор с чистой синусоидой, может обеспечивать питание переменно…

Подробнее

  1. По мере зарядки заряд на пластинах суперконденсатора растет, как и его напряжение.
  2. По мере продолжения зарядки ток заряда уменьшается: от V0\R до почти нуля.
  3. Время зарядки суперконденсатора зависит от его емкости C и сопротивления R.

Практический пример: зарядка суперконденсатора емкостью 1Ф через резистор сопротивлением 50 Ом от источника напряжения 5 В (зафиксированного на осциллографе):

На рисунке видно, что суперконденсатор достиг заряда 63,2% (3,16 В) примерно за 47 секунд. Это согласуется (более менее) с постоянной времени:

t = 50 Ом * 1 Ф = 50 сек

Схема зарядки суперконденсатора

Схема зарядки суперконденсатора выглядит следующим образом:

В данном случае:

t = R * C = 10 Ом * 1 Ф = 10 сек

суперконденсатор будет заряжен до ~ 3,3В через 10 секунд — и до 5 В  примерно через 5 секунд.

зарядный ток будет равен:

I = U \ R = 5 В \ 10 Ом = 0,5 A

В чем проблема? В выделяемой мощности на резисторе:

P = U \  I = U * (U \ R) = 5 В * (5 В \ 10 Ом) = 2,5 Вт

Из этого следует, что на резисторе можно выделиться до 2,5 Вт мощности. Резисторы, которые мы обычно используем, имеют не более 0,25 Вт мощности, что в десять раз меньше. Установленный в такую ​​схему резистор мощностью 0,25 Вт просто перегорит.

Выход из данной ситуации — распределение напряжения и тока следующим образом:

Конечное сопротивление такой схемы по-прежнему составляет 10 Ом:

Rz = R1 * R2 \ (R1 + R2) = (10 Ом + 10 Ом) * (10 Ом + 10 Ом) \ ((10 Ом + 10 Ом) + (10 Ом + 10 Ом)) = 400 Ом / 40 Ом = 10 Ом

В данном случае ток в обеих ветвях будет по 250 мА. Напряжение на каждом из резисторов:

Ur = I \ R = 0,25 A \  10  Ом = 2,5 В

отсюда мощность на каждом резисторе:

P = U \  I = 2,5 В \ 0,25 A = 0,625 Вт

…таким образом, можно использовать резисторы мощностью 1 Вт.

Практичный источник питания с суперконденсатором

В практических решениях широко используются суперконденсаторы, например, для питания часов реального времени.

В подобных схемах необходимо использовать диод, который защитит цепь зарядки от «обратного тока» от самого суперконденсатора. Схема может выглядеть так:

Напряжение питания  может поступать, например, от Ардуино. Диод D1 защищает источник питания от «смещения» тока от суперконденсатора – чтобы на выход стабилизатора не поступало напряжение с конденсатора.

Однако этот диод также влияет на напряжение зарядки суперконденсатора, которое в такой схеме ниже на величину падение напряжения на диоде. В зависимости от типа диода оно может составлять 0,6..0,8В.

Катод диода через резистор подключен к суперконденсатору C1. Сопротивление резистора определяется, как и выше, учитывая постоянную времени.

Примеры суперконденсаторов

При выборе суперконденсатора учитывайте:

  • Емкость, измеряемая в фарадах — чем больше емкость, тем больше заряда может накапливать суперконденсатор и, как следствие, дольше обеспечивать питание вашей системы,
  • Номинальное напряжение, измеряемое в вольтах — максимальное напряжение, которое конденсатор может обеспечить на выводах.

Некоторые примеры (фото) суперконденсаторов:

Емкость 1Ф, максимальное напряжение 5,5В (сдвоенный; на картинке слева — справа 4Ф):

Максимальное напряжение 5,5 В, емкость 4Ф, высота 5 мм, диаметр 25 мм (сдвоенный):

Максимальное напряжение 2,7 В, емкость: 100Ф (!), Высота и диаметр более 5 см:

Некоторые комментарии…

  • Каждый суперконденсатор имеет определенное максимальное напряжение — например, 2,7 или 5,5 В. Подача большего напряжения может привести к взрыву суперконденсатора.
  • Суперконденсаторы поляризованы: не перепутайте, какая ножка «-», а какая — «+»; обратная полярность может привести к взрыву суперконденсатора,
  • Суперонденсаторы могут выдерживать большое количество циклов заряда и разряда. В этом отношении они во много раз более устойчивы, чем, например, NiMH или LiPo батареи.
  • Если у вашего конденсатора слишком низкое напряжение или слишком малая емкость — вы можете подключать их последовательно или параллельно.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

Зарядное устройство для суперконденсаторов | 2 Схемы

Получение энергии из окружающей среды, даже в небольшом количестве, сегодня является очень важным вопросом. Портативные носимые устройства, особенно Интернет вещей (IoT), требуют автономного источника питания малой мощности, основанного на различных методах получения энергии из окружающей среды.

Чтобы эффективно использовать энергию полученную из окружающей среды, производители интегральных микросхем предлагают специализированные контроллеры, которые управляют не только самим процессом накопления энергии, но также обеспечивают соответствующую защиту и распределение получаемой мощности. Примером такой схемы выступает LTC3588 от Analog Devices, используемый в этом устройстве. Её внутренняя схема показана на рисунке.

Микросхема предназначена для работы с пьезогенераторами, фотоэлектрическими и химическим элементами. Полученная энергия может храниться в суперконденсаторе EDLC, который обеспечивает непрерывное питание взаимодействующей схемы, когда нет возможности использования альтернативных источников. Использование суперконденсатора (ионистора) облегчает питание устройств с высокой динамикой потребления тока, таких как, например, радиопередатчики.

Модуль пьезоэлектрического генератора с напряжением не более 20 В (например S118-J1SS-1808YB) подключается к клеммам 1 и 2 разъема IN. Генерируемое переменное напряжение выпрямляется встроенным диодным мостом в U1 (контакты PZ1, PZ2) и ограничивается до 20 В постоянного тока. После выпрямления напряжение используется для питания шины (вывод VIN), к которой подключен конденсатор CE1, поддерживая первичную сторону заряда преобразователя. К этой шине также могут быть подключены химические источники энергии (аккумуляторы), обеспечивающие бесперебойное питание при отсутствии другой энергии. Диод D1 защищает аккумулятор от обратного тока, а схему от обратного подключения. Батарея 9 В подключается к клеммам BAT +, BAT– разъема IN.

Из-за высокой цены пьезогенераторов и небольшой мощности, которую можно получить от них (для S118-J1SS-1808YB максимум 20 мВт при идеальных условиях механического резонанса), модуль также может работать с альтернативным источником энергии, например с солнечными элементами.

Напряжение на шине VIN после превышения порога ULVO (для 3,3 В порог составляет примерно 5 В) активирует встроенный понижающий преобразователь. Выходное напряжение преобразователя, определяемое выводами D0 и D1, будет 3,3 В. Выход PG сигнализирует правильность выходного напряжения, порог активации составляет 92% от Uвых (приблизительно 3 В для 3,3 В), высокое состояние указывает на правильность подачи питания.

Способ монтажа меняется в зависимости от используемого ионистора. В случае двух отдельных конденсаторов CS1, CS2 они устанавливаются на стороне компонентов. Но если используем блочный конденсатор CS, то припаиваем его со стороны печати и не устанавливаем балансировочные резисторы R1 и R2, потому что они встроены в блок и излишне нагружают преобразователь.

Корпуса тяжелых конденсаторов, подверженные вибрации, необходимо дополнительно защитить эластичным герметизирующим составом. Собранный модуль БП в версии с двумя конденсаторами EDLC показан на фотографии.

Как и любой механический элемент, работающий в резонансе, пьезомодуль необходимо настроить на частоту вибрации. Для этого подключаем осциллограф к клеммам устройства и, изменяя нагрузочную массу, пытаемся получить максимальное выходное напряжение, генерируемое вибрирующим объектом.

Одна из проблем – это изменчивость частоты колебаний реальных объектов, которая влияет на количество получаемой энергии. Например, вентиляторы, компрессоры, трансформаторы или двигатели внутреннего сгорания, работающие с определенной частотой вращения, имеют заранее определенный спектр вибраций, где можно получить оптимальную энергию после настройки. В других случаях как амплитуда, так и частота подвержены непредсказуемым изменениям, что снижает получаемую энергию, например, использование энергии удара во время вождения автомобиля (вибрации исчезают) или вибрации стиральной машины или центрифуги возникают только периодически.

Получить солнечную энергию намного проще – пока светит солнце она есть. В зависимости от мощности время зарядки и ожидания схемы может составлять от нескольких часов до нескольких минут. При работе с аккумулятором подключать его к модулю стоит только после полной зарядки ионисторов, иначе безвозвратно потратим содержащуюся в нем энергию на их зарядку. Если нет времени ждать, пока энергия будет получена из окружающей среды, то во время первой зарядки к клеммам PV + / PV– можно подключить внешний источник питания, и таким образом суперконденсаторы будут полностью заряжены.

Энергия ионизации — Химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    614
  • Энергия ионизации — это количество энергии, которое изолированный газообразный атом в основном электронном состоянии должен поглотить, чтобы разрядить электрон, в результате чего образуется катион. 9{-}} \]

    Эта энергия обычно выражается в кДж/моль, или в количестве энергии, необходимой для того, чтобы все атомы в моле потеряли по одному электрону каждый.

    При рассмотрении исходно нейтрального атома для изгнания первого электрона потребуется меньше энергии, чем для изгнания второго, для второго потребуется меньше энергии, чем для третьего, и так далее. Каждый последующий электрон требует больше энергии для высвобождения. Это связано с тем, что после потери первого электрона общий заряд атома становится положительным, и отрицательные силы электрона будут притягиваться к положительному заряду вновь образованного иона. Чем больше электронов потеряно, тем более положительным будет этот ион, тем труднее отделить электроны от атома.

    В общем, чем дальше электрон от ядра, тем легче ему вылететь. Другими словами, энергия ионизации является функцией атомного радиуса; чем больше радиус, тем меньше энергии требуется для удаления электрона с самой внешней орбиты. Например, было бы намного легче отобрать электроны у более крупного элемента Ca (кальция), чем у элемента, в котором электроны более плотно прилегают к ядру, такого как Cl (хлор).

    В химической реакции понимание энергии ионизации важно для понимания того, как различные атомы образуют ковалентные или ионные связи друг с другом. Например, энергия ионизации натрия (щелочного металла) составляет 496 кДж/моль (1) , тогда как первая энергия ионизации хлора составляет 1251,1 кДж/моль (2) . Из-за этой разницы в их энергии ионизации при химическом соединении они образуют ионную связь. Элементы, которые расположены близко друг к другу в периодической таблице, или элементы, у которых нет большой разницы в энергии ионизации, образуют полярные ковалентные или ковалентные связи. Например, углерод и кислород образуют CO 2 (Углекислый газ) расположены близко друг к другу в периодической таблице; поэтому они образуют ковалентную связь. Углерод и хлор делают CCl 4 (четыреххлористый углерод) еще одной молекулой, которая ковалентно связана.

    Периодическая таблица и динамика энергий ионизации

    Как описано выше, энергии ионизации зависят от атомного радиуса . Так как при движении справа налево по периодической таблице атомный радиус увеличивается, а энергия ионизации увеличивается слева направо по периодам и вверх по группам. Исключения из этой тенденции наблюдаются для щелочноземельных металлов (группа 2) и элементов группы азота (группа 15). Обычно элементы группы 2 имеют большую энергию ионизации, чем элементы группы 13, а элементы группы 15 имеют большую энергию ионизации, чем элементы группы 16. Группы 2 и 15 имеют полностью и наполовину заполненную электронную конфигурацию соответственно, поэтому для удаления электрона с полностью заполненных орбиталей требуется больше энергии, чем с не полностью заполненных орбиталей.

    Щелочные металлы (группа IA) имеют малую энергию ионизации, особенно по сравнению с галогенами или группой VII A ( см. диаграмму 1) . В дополнение к радиусу (расстоянию между ядром и электронами на самой внешней орбите) количество электронов между ядром и электронами, которые вы смотрите на самой внешней оболочке, также влияет на энергию ионизации. Этот эффект, при котором полный положительный заряд ядра не ощущается внешними электронами из-за отрицательных зарядов внутренних электронов, частично компенсирующих положительный заряд, называется экранированием. Чем больше электронов экранирует внешнюю электронную оболочку от ядра, тем меньше энергии требуется, чтобы вытолкнуть электрон из указанного атома. Чем выше экранирующий эффект тем ниже энергия ионизации ( см. схему 2) . Именно из-за экранирующего эффекта энергия ионизации внутри группы уменьшается сверху вниз. Исходя из этой тенденции, считается, что у цезия самая низкая энергия ионизации, а у фтора самая высокая энергия ионизации (за исключением гелия и неона).

    Таблица 1: тенденция увеличения энергии ионизации в кДж/моль (за исключением случая бора) слева направо в периодической таблице(8)
    Ли 520 Be 899 Б 800 С 1086 Н 1402 О 1314 Ф 1680
    Таблица 2: тенденция уменьшения энергии ионизации (кДж/моль) сверху вниз (Cs является исключением в первой группе) (8)
    Ли 520
    На 496
    К 419
    408 руб.
    Cs 376
    Пт 398

    1

    st , 2 nd , и 3 rd Энергии ионизации

    Символ \(I_1\) означает первый ион энергия (энергия, необходимая для отрыва электрона от нейтральный атом), а символ \(I_2\) означает 9- \;\;\; I_2= 1451\, кДж/моль\]

    См. первую, вторую и третью энергии ионизации элементов/ионов в табл. 3.

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    Таблица 3: Энергии ионизации (кДж/моль)
    Н 1312              
    Он 2372 5250            
    Ли 520 7297 11810          
    Бе 899 1757 14845 21000        
    Б 800 2426 3659 25020 32820      
    С 1086 2352 4619 6221 37820 47260    
    Н 1402 2855 4576 7473 9442 53250 64340  
    О 1314 3388 5296 7467 10987 13320 71320 84070
    Ф 1680 3375 6045 8408 11020 15160 17860 92010
    Не 2080 3963 6130 9361 12180 15240    
    Нет данных 496 4563 6913 9541 13350 16600 20113 25666
    мг 737 1450 7731 10545 13627 17995 21700 25662

    Влияние электронных оболочек на энергию ионизации

    Электронные орбитали разделены на различные оболочки, которые сильно влияют на энергии ионизации различных электронов. Например, давайте посмотрим на алюминий. Алюминий является первым элементом своего периода с электронами в 3р-оболочке. Это делает первую энергию ионизации сравнительно низкой по сравнению с другими элементами того же периода, потому что ему нужно избавиться только от одного электрона, чтобы создать стабильную 3s-оболочку, новую оболочку валентного электрона. Однако, как только вы перейдете от первой энергии ионизации ко второй энергии ионизации, произойдет большой скачок в количестве энергии, необходимой для изгнания другого электрона. Это потому, что вы сейчас пытаетесь взять электрон из довольно стабильной и полной 3s-электронной оболочки. Электронные оболочки также отвечают за экранирование, о котором говорилось выше.

    Энергия ионизации и сродство к электрону – сходная тенденция

    Энергия ионизации и сродство к электрону имеют сходную тенденцию в периодической таблице. Например, по мере увеличения энергии ионизации вдоль периодов увеличивается и сродство к электрону. Точно так же сродство к электрону уменьшается сверху вниз из-за того же фактора, то есть эффекта экранирования. Галогены могут легко захватывать электрон по сравнению с элементами первой и второй группы. Эта тенденция захватывать электрон в газообразном состоянии называется электроотрицательность. Эта тенденция также определяет одно из химических различий между неметаллическими и металлическими элементами.

    Диаграмма 3: , показывающая тенденцию увеличения сродства к электрону слева направо (9 ).

    Рис. 73,5

    Б 27 С 123,4 Н-7 О 142,5 Ф 331.4
    Ли 60,4
    Na 53,2
    К 48,9
    Руб. 47,4
    Cs 46.0
    Пт 44,5

    Как указано выше, элементы в правой части таблицы Менделеева (диаграмма 3) имеют тенденцию принимать электрон, в то время как элементы слева более электроположительны. Также слева направо уменьшаются металлические характеристики элементов (4).

    Предсказание ковалентных и ионных связей

    Разница электроотрицательности или энергий ионизации между двумя реагирующими элементами определяет судьбу типа связи. Например, между Na и Na существует большая разница в энергиях ионизации и электроотрицательности. Кл. Следовательно, натрий полностью удаляет электрон со своей внешней орбитали, а хлор полностью принимает электрон, и в результате мы имеем ионная связь (4) . Однако в случаях, когда нет разницы в электроотрицательности, совместное использование электронов образует ковалентную связь . Например, электроотрицательность водорода равна 2,1, и комбинация двух атомов водорода определенно образует ковалентную связь (путем обмена электронами). Комбинация водорода и фтора (электроотрицательность = 3,96) образует полярную ковалентную связь , потому что они имеют небольшие различия между электроотрицательностью (5) .

    Вопросы

    1) Глядя на следующую электронную конфигурацию элементов, можете ли вы предсказать, какой элемент имеет наименьшую первую энергию ионизации?

    1. 2 2 2п 6
    2. 2 2 2п 4
    3. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 9{+3}\) ион является одним из следующих ( 7 )

      1. Больше, чем только первая ионизация
      2. Только ионизация более секунды
      3. Сумма первой и второй энергий ионизации
      4. Сумма первой, второй и третьей энергий ионизации

      3) Энергии ионизации и сродства к электрону

      1. зависят друг от друга,
      2. Аналогичная тенденция увеличения/уменьшения по периодам и внутри группы таблицы Менделеева,
      3. Обратно связаны друг с другом,
      4. Косвенно связанные друг с другом

      4) Энергия ионизации – это способность захватывать электрон:

      1. Неверно,
      2. Правда

      5) Вторая энергия ионизации Mg больше второй энергии ионизации Al:

      1. Неверно,
      2. Правда

      6) Какая группа обычно имеет самую низкую энергию первой ионизации?

      1. Переходные металлы
      2. Щелочные металлы
      3. Благородные газы
      4. Щелочноземельные металлы
      5. Галогены

      7) Сера имеет энергию первой ионизации 999,6 кДж/моль. Рубидий имеет первую энергию ионизации 403 кДж/моль. Какую связь они образуют при химическом соединении?

      1. Ковалентный
      2. Полярная ковалентная
      3. Ионный

      8) Энергия ионизации, подведенная к атому, приводит к a(n)

      1. Анион и протон
      2. Катион и протон
      3. Катион и электрон
      4. Анион и электрон

      9) Низкая энергия первой ионизации считается свойством

      1. Металлы
      2. Неметаллы

      10) Галлий имеет первую энергию ионизации 578,8 кДж/моль, а кальций имеет первую энергию ионизации 589,8 кДж/моль. Согласно периодическим тенденциям можно было бы предположить, что кальций, находящийся левее галлия, будет иметь меньшую энергию ионизации. Объясните, с точки зрения орбиталей, почему эти числа имеют смысл.

      Ответы

      1) Элемент D , 2) D , 3) B , 4) A , 5) B, 6) 900 34 Б, 7) С, 8) C, 9) A

      10) Галлий имеет один электрон на 4p-орбитали, который можно удалить, чтобы открыть более стабильную и полную 4s-орбиталь. Кальций, однако, имеет полностью стабильную 4s-орбиталь в качестве валентной орбитали, которую вам придется разрушить, чтобы отобрать электрон.

      Каталожные номера

      1. Кауфман, Майрон Дж.; Троубридж, К.Г. «Энергия ионизации гелия». Дж. Хим. Образовательный 1999 76 88.
      2. Риу, Франк; ДеКок, Роджер Л. «Решающая роль кинетической энергии в интерпретации энергий ионизации». Дж. Хим. Образовательный 1998 75 537.
      3. Химия: изучение материи и ее изменений Брейди и Холума
      4. Общая химия: принципы и современные приложения Петруччи, лиственных пород, сельди и Мадуры
      5. Принципы современной химии Окстоби, Гиллиса и Кэмпионта

      Ionization Energy распространяется по лицензии CC BY, автор, ремикс и/или куратор LibreTexts.

      1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница
        Лицензия
        СС BY
        Показать страницу TOC
        № на стр.
      2. Теги
        1. энергия ионизации
        2. экран

      Ионизационный потенциал ртути Эксперимент с использованием газонаполненного диода

      Последнее обновление: среда, 29 мартаth, 2023

      Спасибо, что прочитали этот пост, не забудьте поставить оценку сообщению. Ваша оценка статьи (*) важна для меня. Вы также можете сообщить мне о своей точке зрения, оставив комментарий ниже в разделе комментариев или написав мне по адресу sushilk17[at]gmail[dot]com.

      Просмотры сообщений: 40 975

      4,8
      4
      голосов

      Оценить

      В периодической диаграмме Меркурий 9Атомный номер 0035 равен 80, и это символ Hg. Для определения потенциала ионизации ртути используется ртутный диодный вентиль .

      Содержание

      Потенциал ионизации ртути Введение:

      В этом эксперименте для определения потенциала ионизации ртути используется простой принцип. Что такое потенциал ионизации? Это минимальная энергия для удаления электрона с атомной орбитали атома. Нить накала, помещенная под катодную пластину, светится и отдает тепло на катод.

      В результате катодная пластина начинает выбрасывать электроны со своей поверхности. Эти электроны будут приближаться к анодной пластине, если мы соединим ее с положительным полюсом батареи. Первоначально, когда разность потенциалов между катодом и анодом мала, очень немногие электроны достигают пластины. А вы наблюдаете очень маленький ток.

      Работа ионизационной трубки

      Когда вы медленно увеличиваете разность потенциалов между анодной и катодной пластинами, больше электронов притягивается к анодной пластине. Ток увеличивается каждый раз, потому что некоторое количество электронов притягивается к анодной пластине.

      Можно сказать, что когда вы увеличиваете потенциал между пластинами, увеличивается и кинетическая энергия испускаемых электронов. При определенном количестве кинетической энергии испускаемых электронов она достигает того уровня, при котором они способны выбивать электроны из атомов ртути.

      Здесь электроны, выброшенные из атомов ртути, известны как вторичных электронов . Теперь вторичные электроны также вносят свой вклад в ток наряду с первичными электронами.

      При подаче достаточного напряжения все электроны, испускаемые катодом, достигают пластины вместе с вторичными электронами. Это является причиной того, что ток внезапно увеличивается при определенном приложенном напряжении. Значение приложенного напряжения, при котором это происходит, известно как потенциал ионизации ртути .

      Что такое объемный заряд и как его нейтрализовать?

      Когда мы увеличиваем потенциал батареи, электроны ускоряются и ионизируют атомы ртути. В результате наблюдаем оставшиеся

      положительные ионы рядом с анодной пластиной

      Есть ли какие-либо сомнения на данный момент или все ясно, прокомментируйте и дайте мне знать? х

      . Эти ионные заряды блокируют ток. Далее, когда мы увеличиваем потенциал, положительные ионы начинают двигаться к катодной пластине и тем самым нейтрализуют объемный заряд.

      ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Эксперимент с кольцами Ньютона Viva

      Электроны, высвобождаемые при ионизации ртути , достигают пластины в дополнение к электронам, испускаемым катодом, и в результате ток резко возрастает. Это пункт потенциал ионизации .

      Здесь, в этом посте, я обсудил первичные и вторичные электроны. Как создается объемный заряд? и как это нейтрализовать? Почему ток внезапно увеличивается? и Как определить потенциал ионизации атома ртути ?

      Кредит: Flicker CC-By

      График ионизации

      Чтобы найти потенциал ионизации ртути, вам потребуется построить график тока и напряжения. Возьмите потенциал по оси x и ток по оси y. Проверьте точку, где ток резко возрастает. Для этого используйте slop на обеих линиях. Везде, где эти линии пересекаются друг с другом, отметьте эту точку и проведите вертикальную линию от этой точки до оси x. Таким образом, вы получите значение ионизации. Сравните его со стандартным значением и найдите ошибку эксперимента в процентах.

      Для ртути потенциал ионизации составляет 10,39 В

      Для % ошибки можно взять соотношение [(стандартное значение — наблюдаемое значение) / стандартное значение] x 100. Вы можете наблюдать сами, каковы возможные причины этого % ошибка в вашем результате.

      Один важный момент, которым я хочу с вами поделиться, не запускайте ток на более длительный срок, (высокий потенциал в ртутном диоде), иначе он может сгореть. Проверьте свою принципиальную схему и попытайтесь понять ее с помощью черного ящика, коробки с аппаратурой. Большую часть времени в индийских университетах они предоставляют блок-схему по этому поводу.

      ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО ОБ ИОНИЗАЦИИ

      ЦЕЛЬ: Найти потенциал ионизации ртути с помощью газонаполненного диода.

      АППАРАТ :

      Газонаполненный (ртутный) диод, источник постоянного тока, вольтметр, миллиметр и соединительные провода.

      ТЕОРИЯ

      Энергия ионизации атома или молекулы – это энергия, необходимая для удаления электронов из атома или молекулы.

      Для ионизации больших атомов требуется низкая энергия, однако для ионизации малых элементов требуется большая энергия.

      Это количество было просто названо потенциалом ионизации, то есть энергией, необходимой для удаления электронов из атома, и выражалось в вольтах (В). ⠀

      Потенциал ионизации ртути

      Потенциал ионизации ртути можно измерить добавлением паров ртути в вакуумированную трубку, снабженную катодом и анодом при низком давлении от 10 мм до 50 мм ртутного столба. Катод газового диода можно нагревать прямо или косвенно.

      Диод, заполненный газом, называется фантомом (или тиратроном). Метка на трубе указывает на присутствие газа или пара. При подключении тиратрона к аккумулятору по схеме, показанной на видео. Затем сначала вы соединяете с ним нить накала, чтобы он начал светиться. Затем после того, как вы подадите положительный потенциал на пластину, соответствующую катоду.

      Объемный заряд и ток

      Теперь электроны, испускаемые катодом, начинают двигаться к пластине, в результате чего вы наблюдаете ток. Эти электроны испускаются катодом, который находится в вакуумной трубке (это тиратронная лампа), и движутся внутри диодного газового клапана к пластине. Помните, этот поток зарядов находится в пространстве. Когда он достигает пластины, он замыкает цепь, и вы наблюдаете ток.

      Ток электроники зависит от следующих факторов:
      • Количество электронов, испускаемых катодом на единицу площади.
      • Температура катода, которую обеспечивает нить накала.
      • Эффект области пространственного заряда, т.е. .,  отрицательно заряженная область, содержащая электронное облако, за счет накопления электронов, испускаемых катодом.

      Возможно, вы видели, что при увеличении потенциала пластины ток также увеличивается. Ты знаешь почему? Ответ на него вы должны понять с правильными базовыми понятиями. Видите, температура фиксирована, количество электронов испускается катодом. Но не все электроны достигают пластины, поэтому их число меньше. Но при увеличении потенциальное количество электронов увеличивается, в результате увеличивается ток.

      Первичные и вторичные электроны

      Когда потенциал увеличивается выше критического значения, когда все электроны притягиваются к пластине за это время, знаете ли вы, что происходит? Видите ли, когда потенциал увеличивается, притяжение увеличивается, и одновременно это увеличивает кинетическую энергию испускаемых электронов. Теперь эти высокоскоростные электроны ударяют по атому ртути. Это приводит к ионизации атомов ртути.

      Электроны, испускаемые катодом, называются первичными электронами, а электроны, испускаемые атомом ртути, называются вторичными электронами.

      Это значение потенциала пластины, при котором электрон вылетает из атомов ртути, называется потенциалом ионизации. В этот момент вы наблюдаете внезапное изменение течения.

      НАБЛЮДЕНИЯ:

      Пример, вы можете увидеть здесь;

      Старший № Напряжение пластины в вольтах Ток пластины в мА
      1 1 0,2
      2 2 0,5
      3 3 1,0
      4 4 1,5
      5 5 2,0
      6 6 2,5
      7 7 3,0
      8 8 7,0
      9 9 11,0

      Нарисуйте график:

      Чтобы нарисовать график, сначала выполните масштабирование того значения, которое вы берете для 10 небольших делений по оси X и оси Y. Это количество может варьироваться, можно считать 1 маленькое деление или 1 коробку вот так. Сразу после того, как вы проясните, что по оси X вы берете потенциал и ток по оси Y.

      Теперь нарисуйте точки на графике. Вы увидите нелинейное поведение графика V-I. Как теперь определить величину потенциала ионизации? для него берешь два ската и наблюдаешь точки пересечения. Это результат.

      Теперь сравните его со стандартным результатом ртути и покажите процентную ошибку. Объясните в своей тетради, что вы узнали из эксперимента и насколько это важно?

      Заключение по ионизации 

      Потенциал ионизации ртути обсуждается с экспериментальным прибором. Как узнать потенциал ионизации ртути. Электроны с нагретой поверхности катода испускаются и достигают пластины, которая находится под более высоким потенциалом, поэтому все электроны притягиваются пластиной… но из-за объемного заряда все испускаемые электроны не могут достигать пластины. …теперь мы увеличиваем потенциал пластины, в результате чего электрон ускоряется и ионизирует пары ртути. Ионы ртути движутся к катоду и нейтрализуют объемный заряд… также электроны, высвобождаемые при ионизации ртути, достигают пластины в дополнение к электронам, испускаемым катодом, и в результате ток резко возрастает. это точка потенциала ионизации. Это можно узнать, построив график между током пластины и приложенным напряжением.

      По любым вопросам пишите в поле для комментариев.

      Резюме

      1. энергия ионизации ртути
      2. Подробнее о потенциале ионизации ртути в Википедии
      3. потенциал ионизации ртути примерно равен
      4. определение потенциала ионизации
      5. энергия ионизации ртутного столба

      #Q. Что такое определение энергии ионизации?

      Проще говоря, мы можем сказать, что когда мы обеспечиваем атомную систему энергией, которая совместима с одним(и) электроном(ами), выходящим(и) из атомной системы, это известно как энергия ионизации. Эта энергия используется для освобождения электрона от атомных связей и для кинетической энергии.

      #В. Что такое первая энергия ионизации?

      Первая энергия ионизации — это та энергия, которая требуется для удаления первого электрона из атома, если вы также удалите еще один электрон из атомной системы, то энергия, необходимая для этого, будет второй энергией ионизации.

      #Q. Дайте определение энергии ионизации?

      Эту идею определения вы можете увидеть в предыдущем разделе, это количество энергии, необходимое для удаления одного электрона из атома.

      #Q. Что такое таблица энергии ионизации?

      В периодической диаграмме легко удалить первый электрон из атома, когда вы двигаетесь слева направо, записывая период, в котором эта энергия изменяется из-за уменьшения радиального расстояния. Итак, энергия начинает увеличиваться, все атомы для этой энергии ионизации наблюдаются в таблице, которую вы можете увидеть в книге или в источниках в Интернете.

      #Q. Что вы подразумеваете под высокой энергией ионизации?

      Высокая энергия ионизации является относительным понятием, поэтому вы можете судить о ней по приведенным выше строкам таблицы Менделеева при движении в периоде слева направо энергия увеличивается. Требуется высокая энергия ионизации, если, например, вам нужно удалить 1s-орбитальный электрон для атома натрия по сравнению с 3s-электроном.

      определение химии энергии ионизации

      #Q. Что такое ионизация?

      Когда атому сообщается достаточное количество энергии, электрон вылетает из атома, этот процесс называется ионизацией.

       

      ПРИМЕНЕНИЕ ИОНИЗАЦИИ

      Ионизация соли

      Натриевая соль хлорида представляет собой ионное соединение, состоящее из положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных ионов, связанных ионными связями. Когда соль хлорида натрия растворяется в воде, она подвергается процессу ионизации. В этом процессе ионные связи между положительными и отрицательными ионами разрушаются, и отдельные ионы окружаются молекулами воды.

      Ионизация

      В описанном выше процессе NaCl ионизируется в ионы Na + и Cl .

      Отрицательная ионизация

      Отрицательная ионизация — это процесс добавления одного или нескольких электронов к атому. Этот процесс может происходить естественным образом в атмосфере посредством различных процессов, включая космические лучи, молнию и взаимодействие солнечного света с атмосферой Земли. Отрицательную ионизацию также можно создать искусственно с помощью генераторов отрицательных ионов. Эти генераторы выпускают в воздух отрицательно заряженные ионы.

      Ионизация воздуха

      Генераторы отрицательных ионов, использующие источник высокого напряжения для ионизации молекул в воздухе, создавая поток отрицательно заряженных ионов. Эти ионы прикрепляются к пыли, пыльце и другим частицам в воздухе, в результате чего они падают на землю. Таким образом, ионизация воздуха — это процесс очистки атмосферы.

      Медная ионизация

      «Медная ионизация обычно используется в плавательном бассейне или спа для обработки воды. Он состоит из электронного блока управления, медного электрода и проточной ячейки. Вода, протекающая через систему, подвергается воздействию медного электрода, который выделяет ионы меди в воду, проходя мимо.


    Опубликовано

    в

    от

    Метки:

    Комментарии

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *