Плотность тока и сила тока: Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия

Содержание

Сила и плотность тока. | Ťaháky-referáty.sk

4 вопрос Сила и плотность тока. ЭДС и напряжение

I. Любое упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов называется ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ. При приложении внешнего электрического поля Е в проводнике начинается движение зарядов, т.е. возникает электрический ток. При этом положительные заряды движутся по полю, а отрицательные — против поля. За направление тока принимают направление движения положительных зарядов. Для возникновения и существования электрического тока необходимо выполнение двух условий :

1) наличие свободных носителей зарядов (т.е. вещество должно быть проводником или полупроводником при высоких температурах), 2) Наличие внешнего электрического поля.

Для количественного описания электрического тока вводится — СИЛА ТОКА – скалярная физическая велична, равная количеству электрического заряда, переносимосму за единицу времени через поперечное сечение проводника S.

I = q/t

— для постоянного тока, и

I = dq/dt

— для переменного тока.

Ток, сила и направление которого не изменяются со временем, называется постоянным. ПЛОТНОСТЬ ТОКА — векторная физическая величина, численно равная силе тока, проходящего через единицу площади, перпендикулярной к току.

j =(I/S).n

— для постоянного тока, и

j =(I/S).n

— для переменного тока.

II. ЭДС Для того чтобы через рассматриваемый участок проводника проходил ток I, необходимо поддерживать постоянную разность потенциалов между рассматриваемыми точками проводника. Для того чтобы поддерживать постоянную разность потенциалов на концах проводника его необходимо подключить к источнику тока. Источник тока производит работу по перемещению электрических зарядов вдоль всей цепи. Эта работа совершается за счёт СТОРОННИХ СИЛ – сил неэлектростатического происхождения, действующих на заряды со стороны источника тока. Природа сторонних сил может быть различной (кроме неподвижных зарядов) : 1) химические реакции – в гальванических элементах (батарейках), аккумуляторах,

2) электромагнитной – в генераторах.

При этом генераторы могут использовать

а) механическую энергию – ГЭС,

б) ядерную – АЭС,

в) тепловую – ТЭС,

г) приливов и отливов – ПЭС,

д) ветровую – ВЭС и т.д.

3) использование фотоэффекта – фотоЭДС в калькуляторах и солнечных батареях,

4) пьезоэффект – пьезоЭДС, например, в пьезозажигалках,

5) контактная разность потенциалов – термоЭДС в термопарах и т.д.

Под действием поля сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, за счёт чего на клеммах источника тока поддерживается разность потенциалов и в цепи течёт ток. Источник тока характеризуется электродвижущей силой – Э. Д. С.= Elektromotorická sila

ɛ= A/q

[ɛ] = Joule/Coulomb= volt B

ЭДС определяется работой выполняемой сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутой цепи.

Сторонняя сила равна :zvýraznene je vektor

Fст = q . Eст

где — E -напряженность поля сторонних сил. Работа сторонних сил по перемещению заряда q на замкнутом участке цепи равна:

A= integrál pozdĺž l Fст.dl = q.integrál pozdĺž l Eст. dl. Pravú aj ľavú stranu rovnice vydelíma :q

Potom A/t = integrál pozdĺž l Eст

. dl. Za A/t dosadíme ɛ. Teda ɛ =integrál pozdĺž l Eст. dl

т.е. ЭДС равна циркуляции вектора напряженности сторонних сил. На участке 1 – 2 (см. рисунок) кроме сторонних сил действует сила электростатического поля

Fe = q.E ,

т.е. результирующая сила на участке 1 — 2 равна

F = Fст + Fe = q (Eст + Ee)

тогда

A12 = q integrál od 1 do 2 Eстdl + q.

integrál od 1 do 2 Eе.dl= q.E + q ( φ1 — φ2)

Для замкнутой цепи

AЭл.стат. поля = 0 v toho vyplýva A12 = q.ɛ

НАПРЯЖЕНИЕМ U на участке 1 -2 называется физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи

U12 = A12/q = φ1 — φ2 + ɛ

U12 =φ1 — φ2 при ɛ= 0

Плотность тока — Справочник химика 21

Электрохимическая поляризация не зависит от плотности тока и возникает, когда на электродах выделяются продукты электролиза, отличные от материала самого электрода. Ее можно заметно уменьшить, прибавляя так называемые деполяризаторы, т. е. веще-[c.427]

Значение плотности тока при электролизе. [c.436]

Нужно отметить, что при электролизе интересна не абсолютная величина силы тока, а плотность тока. Она представляет собой отношение силы тока (в а) к поверхности электрода (в см ), на котором происходит выделение данного элемента. Так, если сила тока 1,0 а, а поверхность катода 100 лi , то катодная плотность тока равняется 1,0 100 = 0,01 а/см . [c.436]

В качестве источника тока лучше пользоваться свинцовым аккумулятором с напряжением около 2 в. Пользуются и другими источниками тока, например щелочными аккумуляторами, сухими батареями или сетью постоянного тока, но тогда нужное напряжение 2 в устанавливают по вольтметру 5 с помощью включенного в цепь реостата 3 (см. рис. 61). Можно также пользоваться переменным током, но в этом случае применяют выпрямители (например, селеновые или купроксные). При обычной площади катода (около 100 сл 2) и указанных ниже количествах реактивов при напряжении — 2,0 в создается необходимая для нормального течения процесса плотность тока.

[c.442]

Приступая к подготовке прибора, нужно помнить, что с электродами необходимо обраш аться очень бережно и осторожно.

Ни в коем случае не разрешается касаться рабочей части электродов руками, так как при этом электроды обязательно загрязняются жиром, а на загрязненной поверхности катода медь не осаждается. Вследствие этого плотность тока на других участках поверхности может возрасти выше допустимсзй величины. Брать электроды следует за самый верх их стержней. Нельзя также при закреплении стержней в клеммах слишком сильно завинчивать винты. [c.440]

Напряжение на объекте, достаточное дл соддеряаиия устойчивого пассивного состояния при минимальной плотности тока, соста влявт

[c.75]

Значение плотности тока при электролизе. Ускоренный электролиз 439 [c.439]

Перенапряжение наблюдается и при выделении металлов. Однако при небольщих плотностях тока оно обычно так мало, что его можно во внимание не принимать. [c.431]

Нужно, однако, иметь в виду, что при слишком большой плотности тока осадок получается рыхлым (губчатым) н плохо держится на электроде, и потому часть его легко потерять. Кроме того, такие осадки, имея огромную поверхность, легче окисляются кислородом воздуха, что также является источником погрешности анализа.

[c.437]

Чем больше плотность тока, тем больше в единицу времени отлагается на поверхности электрода определяемого металла и тем быстрее закончится электролиз. [c.437]

Плотность тока, переносимая г-м видом ионов, составит (предполагается, что напряженность поля изменяется по оси х) [c.105]

Итак, вследствие медленности процесса диффузии ионов для получения хороших осадков приходится проводить электролиз при малых плотностях тока, что значительно замедляет электро- [c.437]

Таким образом, для определения плотности тока нужно знать величину поверхности электрода. Если электрод имеет форму прямоугольной пластинки или сплошного цилиндра, поверхность его, очевидно, будет равна удвоенной площади прямоугольника или удвоенной боковой поверхности цилиндра.

Поверхность сетчатых электродов с достаточной для практических целей точностью можно вычислить, принимая электроды за сплошные. [c.436]

Из (15.15) можно найти концентрацию Си вблизи катода лри силе тока I или при плотности тока / [c.305]

Значение плотности тока при электрошзе. Ускоренный электролиз 437 [c.437]

ЛИЗ. При перемешивании можво работать со значительно большими плотностями тока, поэтому перемешивание весьма заметно ускоряет процесс электролиза. [c.438]

Плотностью тока называется сила тока, приходящаяся на единицу поверх- остч электрода. [c.427]

Потенциал пары 2Н+/Н2 при [Н+] = 1 равен нулю. Но поскольку в процессе электролиза катод окажется покрытым слоем меди, нужно учесть перенапряжение водорода на меди. Это перенапряжение равно —0,58 в (при плотности тока 0,01 aj M ). Таким образом, выделению водорода соответствует потенциал катода, равный —0,58 в, а выделению меди потенциал -f0,31 в. Следовательно, кислая среда не будет мешать выделению меди на катоде. Водород может начать выделяться только тогда, когда концентрация Си +-ионов понизится до величины, соответствующей потенциалу —0,58 в. Величину этой концентрации легко найти из уравнения [c.434]

В стакан опускают взвешенный сетчатый электрод и закрепляют его в одной из клемм штатива так, чтобы он не соприкасался ни с дном, ни со стенками стакана и находился везде на одинаковом расстоянии от них. Платиновую спираль (анод) закрепляют в другой клемме так, чтобы анод находился в центре сетчатого катода. Это важно потому, что иначе медь будет оседать преимущественно в тех точках поверхности катода, которые находятся ближе всего к аноду, плотность тока в этих точках будет значительно больше, чем в других следовательно, здесь может образоваться губчатый, легко осыпающийся осадок меди. Коичик спирали должен немного выступать из-под сетки и на несколько миллиметров не доходить до дна стакана. [c. 442]

Губчатая структура осадков металлов объясняется тем, что при большей плотности тока на катоде в единицу времени разряжается больше ионов металла, чем их успевает подходить к катоду из раствора. Поэтому раствор около катода обедняется определяемыми ионами настолько, что начинают разряжаться также Н+-Н0НЫ. Образующийся при этом газообразный водород покрывает поверхность катода пузырьками, которые при дальнейшем осаждении металла разрыхляют его слой. Металл оказывается при этом пронизанным огромным количеством мелких пор, и связь его с электродом становится непрочной. [c.437]

Кроме природы металла и состояния его поверхности перенапряжение зависит также от плотности тока и температуры. По-иышение температуры уменьшает перенапряжение. Наоборот, с увеличением плотности тока оно увеличивается. Так, при плотности тока 0,1 а см перенапряжение водорода на меди составляет —0,85 в, тогда как при 0,01 а см оно равно —0,58 в. [c.430]

Первое предположение о причинах данного явления сводится к тому, что различие между обратимой э. д.с. и напряжением возникает как результат омических потерь напряжения. В этом случае напряжение, необходимое для проведения какой-либо реакции в электролитической ванне, будет слагаться из обратимой э.д.с. Е (определяемой изменением изобарно-изотермического потенциала) и падения напряжения в электролите и в электродах Еом (зависящего от плотности тока). Такое предположение объясняет причину увеличения напряжения на аание при прохождении через нее тока по сравнению с обратимой э.д.с. той же системы. Точно так же уменьшение напряжения гальванического элемента при отборе от него тока можно отнести за счет того, что часть э.д.с. расходуется на преодоление сопротивления в утри самого элемента. Омические потери напряжения являются, таким образом, одной из причин различия между обратимой э.д.с. и рабочим напряжением. Опыт показывает, однако, чго [c.287]

Что такое плотность тока Какую роль она играет при электролизе В чем заключаются преимущества и недостатки применения электролиза при сравн 1тельно большой плотности тока [c. 457]

Плотность тока у, т. е. сила тока, отнесенная к еднннце иоверхности сечения системы, представляет собой алгебраическую сумму произведений потоков на заряды ионов [c.104]

При меньшнх плотностях тока убыль определяемых ионов у катода успевает пополняться в результате диффузии их из других частей раствора. Вследствие этого потенциал, образующийся на (атоде окислительно-восстановительной пары, например Си +Л и, все время поддерживается на необходимом уровне вплоть до практически полного осаждения Си +-ионов. Таким образом выделение водорода предотвращается, и на катоде образуется плотный блестящий слой меди, который держится на нем очень прочно и имеет меньшую поверхность. Ошибки, зависящие от потери части осадка и его окисления, при этом устраняются, и определение дает точный результат. [c.437]

Термодинамика электрохимических систем не может объяснить причины изменения э.д.с. при нх иероходе к необратимому состоянию и установить, как это изменение связано со скоростью протекания электрохимической реакции, т. е. с силой (или плотностью) тока, проходящего через электрохимическую систему. Поэтому ириходится прибегать к некоторым предположениям нетермодинамического характера. [c.287]

Основную причину изменения напряжения на электрохимической системе при подаче (или отборе) тока следует искать поэтому ие в омических потерях, а в иомепеиии электродных потенциалов с силой (или плотностью) тока. При наложении тока потенциал каждого нз двух электродов, входящих в электрохимическую систему, изменяется в направлеии]г, которое увеличивает напряжение иа ванне и снижает его на элементе. Суммарное изменение электродных иотеициалов под то1[c.288]

При увеличении катодной плотности тока диффузионное перенапряжение будет плавно возрастать до тех пор, пока произведение кл не станет близким к единице. В этих условиях даже незначн-тельное повышение плотности тока вызывает заметный сдвиг потенциала в сторону отрицательного значения и при йд/ = 1 катодное дифiфyзиoннoe перенапряжение должно сделаться бесконечно большой отрицательной величиной г д==—оо (рис.

15.3). Плотность тока, отвечающая этим условиям, называется предельной катодной диффузионной плотностью тока [c.306]

Характерной особенностью электр1зхимических реакций является то, что все они совершаются на 1 ран1ще раздела электрод — электролит и поэтому их скорость зависит от площади поверхности раздела 5. В связи с этим принято относить скорость электрохимической реакции к единице поверхности раздела и определять ее как плотность тока [c.283]

Из (15.15) можно также определить плотность тока /, которая отвечает ко1щентрации Ск в прикатодном слое [c.305]

Используя электродные балансы, можно вывести уравнения, передающие связь между диффузионным перенапряжением и плотностью тока и для более сложных электродных реакций. Для каждого -го участника электродной реакции получается выражение, аналогичное (15.22), причем, как следует нз общего уравнения диф-фЗ зионного перенапряжения (15. 8), подлотарифмическое выражение будет входить в искомое уравнение в степени Vi, отвечающей стехиометрическому множителю данного вида частиц, т. е. в общем случае [c.306]

Прп равновесном потенциале такое соотношение достигается благодаря тому, что одни и те же частицы с одинаковой частотой переходят из электрода в раствор и из раствора на электрод. Для цинкового электрода такими частицами являются ионы цинка. Устойчивость подобного динамического равновесия определяется интенсивностью обмена, т. е. плотностью тока в двух противоположных иаиравлениях [c.290]

МОЖНО пренебречь лишь при малых скоростях электрохимической реакции, т. е. при малых плотностях тока. При высоких плотностях тока, напротив, стадии доставки могут определять скорость всего суммарного электродного прощ сса. [c.299]

Если учесть, что во втором слагаемом подлогарифмического выражения множитель перед плотностью тока не зависит от ес значения и для данной электродной реак г,ии и температуры является [c.305]

Теоретические основы аналитической химии 1987 (1987) — [ c.274 ]

Введение в электрохимическую кинетику 1983 (1983) — [ c.143 ]

Лабораторный практикум по теоретической электрохимии (1979) — [ c.23 , c.101 ]

Каталитические, фотохимические и электролитические реакции (1960) — [ c.0 ]

Двойной слой и кинетика электродных процессов (1967) — [ c.169 , c.172 , c.173 ]

Электрохимическая кинетика (1967) — [ c.0 , c.29 ]

Электрохимические системы (1977) — [ c.21 , c.194 , c.196 , c.206 , c.215 , c.220 , c.246 , c.249 , c.250 , c.281 , c.289 ]

Электрохимический синтез органических веществ (1976) — [ c.42 , c.44 ]

Теоретическая электрохимия (1965) — [ c.289 ]

Теоретическая электрохимия Издание 2 (1969) — [ c.284 ]

Теоретическая электрохимия Издание 3 (1975) — [ c.0 ]

Курс теоретической электрохимии (1951) — [ c.260 ]

Технология содопродуктов (1972) — [ c.189 , c.192 , c.195 , c.199 , c.204 , c.214 , c.218 , c.222 , c.231 , c.233 , c.241 , c.243 , c.246 ]

Физические и химические методы обработки воды на ТЭС (1991) — [ c.134 , c.137 , c.138 ]

Электрохимический синтез органических веществ (1976) — [ c.42 , c.44 ]

Химико-технические методы исследования Том 1 (0) — [ c.434 ]

Краткий справочник химика Издание 6 (1963) — [ c.437 ]

Теоретическая электрохимия (1981) — [ c.244 ]

Квантовая механика молекул (1972) — [ c.289 ]

Основы общей химической технологии (1963) — [ c.124 ]

Учебник физической химии (0) — [ c.334 ]

Общая химия Изд2 (2000) — [ c.279 ]

Краткий справочник химика Издание 4 (1955) — [ c.390 ]

Краткий справочник химика Издание 7 (1964) — [ c.437 ]

Курс общей химии (0) — [ c.203 ]

Предмет химии (0) — [ c.203 ]

Конвертер поверхностной плотности тока • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Введение

Заряды, помещенные в электростатическое поле с разностью потенциалов приходят в движение. Это движение называется электрическим током, который определяется как направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц через любое поперечное сечение проводящей среды. Величина этого тока зависит от сопротивления проводящей среды этому движению зарядов, которое, в свою очередь, зависит от поперечного сечения проводника.

Следует отметить, что в электротехнике основные физические величины, то есть единица измерения силы электрического тока ампер и единица измерения электрического заряда кулон часто бывают связаны между собой с помощью единицы длины — метра. И это неспроста. Заряд, который протекает через поперечное сечение проводящей среды, часто бывает распределен неравномерно. Поэтому вполне естественно было бы определять поток заряженных частиц через единичное поперечное сечения или единичную длину, иными словами определять плотность тока. В этой статье мы сравним электрический ток и плотность тока, а также рассмотрим важность достижения, поддержания и измерения необходимой плотности тока в различных областях электротехники и электронной техники.

Определения

Электрический ток

Электрический ток I определяется как направленное движение электрических зарядов вдоль линии (например, тонкого провода), по поверхности (например, по листу проводящего материала) или в объеме (например, в электронной или газоразрядной лампе). В СИ единицей измерения силы электрического тока является ампер, определяемый как поток электрических зарядов через поперечное сечение проводника со скоростью один кулон в секунду.

Объемная плотность тока

Плотность тока (называемая также объемной плотностью тока) представляет собой векторное поле в трехмерном проводящем пространстве. В каждой точке такого пространства плотность тока представляет собой полный поток электрических зарядов в единицу времени, проходящий через единичное поперечное сечение. Обозначается объемная плотность векторным символом J. Если мы рассмотрим обычный случай проводника с током, то ток в амперах делится на поперечное сечение проводника. В СИ объемная плотность тока измеряется в амперах на квадратный метр (А/м²).

Например, если по мощной шине электрической подстанции с поперечным сечением 3 х 33,3 мм = 100 мм² = 0,0001 м² течет ток 50 ампер, то плотность тока в таком проводнике будет составлять 500 000 А/м².

Линейная плотность тока

Иногда в электронных устройствах ток течет через очень тонкую пленку металла или тонкий слой металла, имеющий переменную толщину. В таких случаях исследователей и конструкторов интересуют только ширина, а не общее поперечное сечение таких очень тонких проводников. В этом случае они измеряют линейную плотность тока — векторная величину, равную пределу произведения плотности тока проводимости, протекающего в тонком слое у поверхности тела, на толщину этого слоя, когда последняя стремится к нулю (это определение по ГОСТ 19880-74). В Международной системе единиц (СИ) линейная плотность тока измеряется в амперах на метр и в системе СГС в эрстедах. 1 эрстед равен напряжённости магнитного поля в вакууме при индукции 1 гаусс. Иначе линейную плотность тока определяют как ток, приходящийся на единицу длины в направлении, перпендикулярном току.

Например, если ток величиной 100 мА течет в тонком проводнике шириной 1 мм, то линейная плотность тока равна 0,0001 A : 0,001 m = 10 ампер на метр (А/м). Линейная плотность тока обозначается векторным символом А.

Поверхностная плотность тока

Линейная плотность тока тесно связана с понятием поверхностной плотности тока , которая определяется как сила электрического тока, протекающего через поперечное сечение проводящей среды единичной площади и обозначается векторным символом K. Как и линейная плотность тока, поверхностная плотность тока также является векторной величиной, модуль которой представляет собой электрический ток через поперечное сечение проводящей среды в данном месте, а направление перпендикулярно к площади поперечного сечения проводника. Такой проводящей средой может быть, например, проводник с током, электролит или ионизированный газ. В системе СИ плотность тока измеряется в амперах на квадратный метр.

Вектор или скаляр?

Отметим, что в отличие от векторной плотности тока, сам ток является скалярной величиной. Это можно объяснить тем фактом, что ток определяется как количество зарядов, перемещающихся в единицу времени; поэтому было бы нецелесообразно добавлять направление к величине, представляющей количество в единицу времени. В то же время, плотность тока рассматривается в объеме с множеством поперечных сечений, через которые проходит ток, поэтому имеет смысл определять плотность тока как вектор или как векторное пространство. Можно также отметить, что плотность тока является вектором в связи с тем, что это произведение плотности заряда на скорость его перемещения в любом месте пространства.

Плотность тока в электротехнике и электронике

Высокая линейная плотность тока в проводах приводит к неприятным последствиям. Все проводники электрического тока имеют конечное сопротивление, из-за которого при протекании тока они нагреваются и рассеивают энергию в форме тепла. В связи с этим плотность тока должна поддерживаться невысокой, чтобы проводник при эксплуатации не нагревался выше допустимой температуры и, тем более, не расплавлялся. Перегрев может привести к разрушению изоляции или изменению электрических свойств, например, из-за образования оксидного слоя. Такой оксидный слой уменьшает поперечное сечение проводника, что, в свою очередь, ведет к еще большему увеличению плотности тока через проводник.

Микропроцессор Pentium P54CS содержит 3,3 миллиона транзисторов на кристалле площадью 90 кв. миллиметров или около 40 тысяч транзисторов на квадратный миллиметр

Линейная плотность тока широко используется при расчете и конструировании электронных и электрических систем. Она важна, например, при расчете интегральных микросхем, плотность элементов которых (количество элементов на единицу объема) постоянно повышается. Несмотря на то, что каждый элемент потребляет весьма малые токи, плотности тока в микросхеме могут быть очень высокими для достижения максимально возможного количества элементов в одной микросхеме. На заре развития микроэлектроники количество элементов в интегральных схемах удваивалось каждый год. Сейчас (в 2016 году) оно удваивается приблизительно раз в два года. Эта закономерность называется Законом Мура по имени одного из основателей Intel, который в 1965 году пришел к выводу об экспоненциальном росте производительности вычислительных устройств и сделал соответствующий прогноз на ближайшие десять лет. Позже, в 1975 году, Мур пересмотрел свой прогноз и предсказал, что производительность микропроцессоров будет удваиваться каждые два года.

Например, в выпущенном в 1971 году четырехбитном микропроцессоре Intel 4004 было всего 2300 транзисторов на кристалле площадью 3х4 мм или 12 кв. мм, что составляло всего около 200 транзисторов на квадратный миллиметр. Для сравнения, в выпущенном в 2013 году 12-ядерном микропроцессоре Power8 4,2 миллиарда транзисторов располагаются на кристалле размером 650 кв. мм. То есть на каждом кв. миллиметре расположено около 6,5 млн. транзисторов. При этом каждый транзистор потребляет определенный, хоть и весьма малый ток. Поскольку все они расположены в очень малом объеме, во весь рост встает проблема охлаждения таких микросхем.

Катушки магнитных антенн радиовещательных приемников средневолнового и длинноволнового диапазонов обычно наматывают литцендратом в шелковой или иной изоляции для уменьшения потерь, связанных со скин-эффектом

На переменном токе, особенно на высоких частотах, проводящая зона проводов находится только в их поверхностном слое, в результате чего увеличивается плотность тока в проводах, что приводит к потерям энергии на нагрев или даже на расплавление провода. Это явление уменьшения амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводника называется скин-эффектом или поверхностным эффектом. Для уменьшения потерь на высоких частотах проводники покрывают серебром или золотом — материалами с малым удельным сопротивлением. Также часто вместо одного толстого провода используют несколько (от трех до тысячи и более) изолированных тонких проводов (литцендрат). В частности, именно литцендратом наматывают катушки индуктивности в индукционных печах.

При высоких плотностях тока происходит реальное перемещение материалов в соединениях, называемое электромиграцией . Такое перемещение вызвано дрейфом ионов материла, возникающем вследствие обмена количеством движения при столкновениях между носителями проводимости и атомной решеткой проводника. Эффект электромиграции играет существенную роль в тех случаях, когда токи имеют большую плотность, например, все в той же микроэлектронике, о которой говорилось выше. Чем большая достигнута плотность больших интегральных микросхем, тем более заметен этот эффект. В результате электромиграции может произойти как полное разрушение проводника, так и возникнуть новый проводник там, где его не должно быть, то есть происходит короткое замыкание. Таким образом, повышенная плотность тока приводит к уменьшению надежности интегральных схем. При конструировании микросхем обычно учитывают влияние электромиграции, поэтому современные микросхемы большой степени интеграции редко выходят из строя по этой причине.

Термин «плотность тока» или, более конкретно, поверхностная плотность тока в мА/см², вырабатываемая единичной площадью фотоэлемента солнечной батареи, часто используется в описании характеристик солнечных батарей. Плотность тока короткого замыкания фотоэлемента является важной характеристикой эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую. Такой подход полезен для сравнения солнечных батарей различных изготовителей. В то время, как напряжение солнечной батареи определяется количеством индивидуальных фотоэлементов, ток, отдаваемый батареей, зависит главным образом от площади поверхности батареи, освещаемой солнечным светом, и эффективности фотоэлементов. Фотоэлементы часто выпускаются размером 100×100 мм = 100 см² и позволяют получить ток 3,5 А или плотность тока 3,5 : 100 = 35 мА/см² от каждого фотоэлемента. Отметим, что определение поверхностной плотности тока в фотоэлементах отличается от приведенного выше определения поверхностной плотности тока.

Хромированная душевая головка; поверхность пластмассы вначале покрывается в гальванической ванне слоем меди, затем никеля и последним наносится слой хрома

Плотность тока является одной из основных характеристик, определяющих качество изделий с гальваническим покрытием хромом и другими металлами. При хромировании на изделие из металла или пластмассы наносится тонкий слой хрома, который обладает декоративными свойствами и высокой стойкостью к коррозии. Хромирование используется также для увеличения твердости и износостойкости поверхностей и для уменьшения трения и повышения стойкости к коррозии в парах трения, работающих в жестких условиях. Также хромирование применяется для наращивания изношенных поверхностей деталей с целью восстановления их исходных размеров.

Для использования в автомобильной промышленности на стальные изделия наносят несколько гальванических покрытий, которые обеспечивают стойкость деталей к изменениям температуры и влажности при эксплуатации на открытом воздухе. Обычно используется тройное покрытие: первый слой меди, затем никель и, наконец, хром. Температура и плотность тока в ванне влияет на однородность хромового покрытия, что обеспечивает его чистоту, и, следовательно, отражающую способность.

Измерение плотности тока

Гальваническая ванна, в которой наносятся покрытия металлами — как раз то место, где необходимо измерять плотность тока в жидкой проводящей среде — электролите в гальванической ванне. При этом необходимо рассчитать или измерить площадь поверхности покрываемой металлом детали, а также измерить ток, протекающий в ванне от анода к детали. Выпускаются приборы, позволяющие непосредственно измерить плотность тока в любой точке ванны. Они позволяют работникам гальванического цеха точно измерить как идет процесс покрытия металлом в каждой точки изделия. Измеритель плотности тока электролита чаще всего состоит из датчика с маленькой тороидальной катушкой и измерительного блока с дисплеем, который измеряет ток, индуцированный в катушке током в электролите внутри нее. Процессор таких приборов определяет значение плотности тока в точке измерения исходя из измеренного тока и площади катушки и выводит его на дисплей прямо в А/фут² или A/дм².

Еще одним примером измерения плотности тока являются солнечные батареи. Обычно плотности токов короткого замыкания распределены неравномерно по поверхности фотоэлементов. Различия в плотностях тока могут быть обусловлены различными сроками существования носителей в фотоэлементе, различными расстояниями до выводов и другими факторами. Исследователям интересно получить карту распределения плотностей токов по всей площади фотоэлемента. Для измерения плотности тока фотоэлемент освещают очень узким потоком электронов или лучом света, который сканирует поверхность фотоэлемента. При этом регистрируется возникающий фототок. Таким образом создается карта плотностей тока, которую в дальнейшем можно использовать для оптимизации устройства.

Автор статьи: Анатолий Золотков

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

5.1 Вектор плотности тока. Закон Ома

Глава 5. Постоянный электрический ток.

§ 5.1 Вектор плотности тока. Закон Ома.

Движение заряженных частиц в проводниках под действием приложенного электрического поля назвали электрическим током.

Подвижными заряженными частицами в металлах являются электроны. Носители тока в полупроводниках — также электроны; в электролитах – ионы, в плазме – ионы и электроны.

Основной характеристикой тока является плотность тока :

, (5.1)

где — средняя скорость электрона. Видно, что вектор направлен вдоль скорости движения положительных зарядов.

Через площадку за единицу времени протекает количество электронов (количество электричества):

. (5.2)

Электрический ток, сила и плотность тока

Организационные, контрольно-распорядительные и инженерно-технические услуги
в сфере жилой, коммерческой и иной недвижимости. Московский регион. Официально.

В электродинамике — разделе учения об электричестве, в котором рассматриваются явления и процессы, обусловленные движением электрических зарядов или макроскопических заряженных тел, — важнейшим понятием является понятие электрического тока. Электрическим током называется любое упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов. В проводнике под действием приложенного электрического поля Е свободные электрические заряды перемещаются: положительные — по полю, отрицательные — против поля (рис. 146, а), т. е. в проводнике возникает электрический ток, называемый током проводимости. Если же упорядоченное движение электрических зарядов осуществляется перемещением в пространстве заряженного макроскопического тела (рис. 146, б), то возникает так называемый конвекционный ток.

Для возникновения и существования электрического тока необходимо, с одной стороны, наличие свободных носителей тока — заряженных частиц, способных перемещаться упорядоченно, а с другой — наличие электрического поля, энергия которого, каким-то образом восполняясь, расходовалась бы на их упорядоченное движение. За направление тока условно принимают направление движения положительных зарядов.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:

Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным. Для постоянного тока

где Q — электрический заряд, проходящий за время t через поперечное сечение проводника. Единила силы тока — ампер (А).

Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока:

Выразим силу и плотность тока через скорость ávñ упорядоченного движения зарядов в проводнике. Если концентрация носителей тока равна n и каждый носитель имеет элементарный заряд е (что не обязательно для ионов), то за время dt через поперечное сечение S проводника переносится заряд dQ=ne ávñ S dt. Сила тока

а плотность тока

(96.1)

Плотность тока — вектор, ориентированный по направлению тока, т. е. направление вектора j совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов. Единица плотности тока — ампер на метр в квадрате (А/м²).

Сила тока сквозь произвольную поверхность S определяется как поток вектора j, т. е.

(96.2)

где dS=ndS (n — единичный вектор нормали к площадке dS, составляющей с вектором j угол a).

Конвертер плотности поверхностного тока

• Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер сухого объема и общих измерений при варке Конвертер топливной экономичности, расхода топлива и экономии топливаКонвертер чиселПреобразователь единиц информации и хранения данныхКурсы валютЖенская одежда и размеры обувиМужская одежда и размеры обувиПреобразователь угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаПреобразователь энергии инерции Конвертер сгорания (на массу) Конвертер удельной энергии, теплоты сгорания (на объем) re Конвертер интерваловКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиКонвертер плотности тепла, плотности пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициентов теплопередачиКонвертер объемного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер массового потока (Конвертер молярной концентрации) Конвертер вязкости Конвертер натяженияПроницаемость, проницаемость, проницаемость водяного параКонвертер скорости передачи водяных паровКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с выбираемым эталонным давлениемКонвертер яркостиПреобразователь световой интенсивностиКонвертер яркостиКонвертер разрешения цифрового изображенияПреобразователь частоты и длины волныОптическая мощность (диоптрическая мощность) Конвертер диоптрий) в увеличение (X) E Преобразователь электрического токаЛинейный преобразователь плотности зарядаПреобразователь поверхностной плотности зарядаПреобразователь уровня объёмного зарядаПреобразователь электрического токаЛинейный преобразователь плотности токаПоверхностный преобразователь плотности токаПреобразователь напряженности электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь электрической проводимости в дБПреобразователь электрической проводимости в дБ Ватты и другие единицы измеренияПреобразователь магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаПреобразователь плотности магнитного потокаМощность поглощенной дозы излучения, Конвертер мощности суммарной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность.Конвертер радиоактивного распада Конвертер радиоактивного облученияРадиация. Конвертер поглощенной дозы Конвертер метрических префиксов Конвертер передачи данных Типографские и цифровые единицы изображения Конвертер единиц измерения объема древесины Конвертер молярной массыПериодическая таблица

Введение

Если заряды помещаются в электростатическое поле с разностью потенциалов, заряды начинают двигаться. Это движение представляет собой электрический ток, который определяется как скорость потока заряда через любую площадь поперечного сечения проводящей среды.Величина этого тока зависит от сопротивления движению зарядов, которое, в свою очередь, зависит от площади поперечного сечения проводника.

В электротехнике, когда необходимо измерить важные физические переменные, как ампер, который является единицей электрического тока, так и кулон, который является единицей электрического заряда, связаны со счетчиком, который является единицей измерения длина. Заряд, протекающий по площади, может быть неоднородным. Он может варьироваться по количеству и направлению в зависимости от положения на территории.Поэтому было бы вполне естественно определить поток заряда в терминах тока на единицу площади или длины, который называется плотностью тока. В этой статье мы рассмотрим разницу между электрическим током и плотностью тока, а также важность достижения, поддержания и измерения надлежащей плотности тока в различных приложениях электротехники и электронной техники.

Определения

Электрический ток

Электрический ток I определяется как движение электрического заряда (электронов или ионов, или того и другого) вдоль линии (например, тонкой проволоки) по поверхности (например, лист проводящего материала) или в объеме (например, в вакуумной трубке или газоразрядной лампе).Единицей измерения электрического тока в системе СИ является ампер, который определяется как поток электрического заряда через поверхность со скоростью один кулон в секунду.

Объемная плотность тока

Когда поток заряда происходит в трехмерной области, он описывается объемной плотностью тока , определяемой как ток на единицу площади, перпендикулярной потоку. Ее также называют объемной плотностью тока или просто плотностью тока. Плотность тока представляет собой векторное поле в трехмерном проводящем пространстве.Для каждой точки этого пространства плотность тока представляет собой общий равномерный поток заряда в единицу времени (то есть ток), проходящий через единицу площади поперечного сечения. Обозначается векторным символом J . Если мы рассмотрим обычный случай проводника, по которому течет ток, амперная мера этого тока делится на площадь поперечного сечения проводника. В SI плотность объемного тока измеряется в амперах на квадратный метр (А / м²).

Например, если шина на электрической подстанции сечением 3 х 33.3 мм = 100 мм² = 0,0001 м² проходит постоянный ток 50 ампер, плотность тока через этот провод составляет 500 000 A / м².

Линейная плотность тока

Иногда электрический ток протекает через очень тонкие металлические пленки или слои переменной толщины. В таких случаях исследователей интересует ширина, а не общее поперечное сечение таких тонких проводников, и они измеряют линейную плотность тока , которая является векторным значением, равным пределу произведения плотности ток, протекающий через тонкий поверхностный слой проводника, и толщина этого слоя при приближении последнего к нулю.Линейная плотность тока измеряется в СИ в амперах на метр (А / м) и в СГС в эрстедах. В вакууме, если напряженность намагничивающего поля составляет 1 Э, то плотность магнитного потока составляет 1 Гс. Знаменателем этой дроби является ширина, перпендикулярная направлению тока в проводящей тонкой пленке или листе.

Например, если ток в 100 микроампер протекает по тонкому проводнику шириной 1 мм, то линейная плотность тока составляет 0,0001 A: 0,001 м = 10 ампер на метр.Линейная плотность тока обозначена векторным символом A .

Плотность поверхностного тока

Когда заряд течет по поверхности, это обычно описывается плотностью поверхностного тока , K , которая определяется как ток на единицу ширины, перпендикулярный потоку. В разных точках поверхности K будет меняться, отражая изменения плотности поверхностного тока и скорости движущегося заряда. Другими словами, плотность поверхностного тока — это предел очень большой плотности тока, распределенной по очень тонкому слою, прилегающему к поверхности.

Скаляр в сравнении с вектором

Обратите внимание, что, в отличие от плотности тока, ток является скаляром, потому что он определяется как скорость , с которой протекает заряд, и поэтому нет особого смысла добавлять направление к значению, которое выражает ставку. С другой стороны, плотность тока включает в себя объем с множеством малых поперечных сечений, через которые проходит заряд, поэтому имеет смысл определить плотность тока как вектор. Это также вектор, потому что мы можем определить плотность тока как произведение плотности заряда и скорости для любого места в пространстве.

Плотность тока в различных приложениях

Плотность тока является важной характеристикой, которую необходимо учитывать при проектировании электрических и электронных систем. Высокая плотность тока в проводниках имеет нежелательные последствия. Все электрические провода имеют конечное сопротивление, что приводит к нагреву и рассеиванию энергии в виде тепла. По этой причине плотность тока должна быть достаточно низкой. Это предотвращает изменение свойств проводника. Например, при нагревании сопротивление нагретой части проводника увеличивается, что приводит к большему нагреву и, как следствие, к разрушению изоляционного материала.Электрические свойства проводника могут измениться из-за нагрева. Например, может быть образован оксид, уменьшающий площадь поперечного сечения проводника, что, в свою очередь, приведет к увеличению плотности тока.

Микропроцессор Pentium P54CS содержит 3,3 миллиона транзисторов в кристалле площадью 90 квадратных миллиметров или около 40 тысяч транзисторов на каждый квадратный миллиметр

Линейная, поверхностная и объемная плотность тока широко используется при расчетах и проектировании электрических и электронных систем. особенно интегральные схемы, где плотность компонентов (количество компонентов в единице объема) постоянно увеличивается.Несмотря на то, что каждый компонент потребляет очень низкий ток, плотность тока в кристалле может стать довольно высокой для достижения максимально возможного количества компонентов в одном кристалле. На заре развития микроэлектроники количество компонентов в интегральных схемах ежегодно удваивалось. Сейчас (в 2016 году) он увеличивается вдвое примерно каждые два года. Этот шаблон называется законом Мура в честь одного из основателей Intel и Fairchild Semiconductor, который в 1965 году пришел к выводу, что рост производительности вычислительных устройств будет экспоненциальным.Позже, в 1975 году, он пересмотрел свой прогноз и предсказал, что производительность микропроцессора будет удваиваться каждые два года.

Например, на микросхеме 4-битного микропроцессора Intel 4004, выпущенного в 1971 году, было всего 2300 транзисторов с площадью 3х4 мм или всего 12 квадратных миллиметров, что составляет всего около 200 транзисторов на квадратный миллиметр. Для сравнения: в 12-ядерном микропроцессоре Power8, разработанном IBM и выпущенном в 2013 году или 42 года спустя, на кристалле размером 650 квадратных миллиметров размещено 4,2 миллиарда транзисторов.То есть на каждом квадратном миллиметре расположено 6,5 миллиона транзисторов. Обратите внимание, что каждый транзистор потребляет определенный, хотя и очень небольшой, ток. Поскольку они расположены в очень маленьком объеме, очевидно, что для таких микросхем требуется хорошее охлаждение.

Рамочные ферритовые антенны для радиовещания AM обычно наматывают литцевым проводом, обернутым натуральным шелком или другим волокном для уменьшения потерь на скин-эффект

Переменный ток, особенно на высоких частотах, имеет тенденцию к неравномерному распределению в проводнике, так что проводящая зона находится только в своем поверхностном слое, тем самым увеличивая плотность тока в проводах, что, в свою очередь, приводит к потерям энергии при нагревании или даже плавлении проволоки.Это явление уменьшения амплитуды электромагнитных волн по мере того, как они проникают глубже в проводник, называется скин-эффектом или поверхностным эффектом . Чтобы уменьшить потери на высоких частотах, проводники покрывают серебром или золотом — материалами с очень низким удельным сопротивлением. Для уменьшения потерь часто вместо одного толстого проводника используют несколько (от трех до тысячи и более) тонких изолированных проводов. Этот вид кабеля называется Litz wire (от нем. Litzendraht или плетеный провод).В частности, литц-проволока используется для изготовления индукторов в индукционных плитах.

При высокой плотности тока может происходить фактическое перемещение материалов в соединениях. Это называется электромиграция . Это движение вызвано дрейфом ионов к материалу или от него в результате обмена импульсом во время столкновений между носителями проводимости и кристаллической решеткой проводника. Эффект электромиграции играет значительную роль в случаях, когда токи имеют более высокую плотность, например, в микроэлектронике, как обсуждалось выше.Чем больше плотность достигается в крупномасштабной или очень крупномасштабной интегральной схеме, тем заметнее эффект. В результате электромиграция может привести к полному разрушению проводника, либо новый проводник может появиться там, где его не должно быть, тем самым замкнув эту часть цепи. Обе ситуации, конечно, могут привести к неисправности интегральной схемы. Таким образом, повышенная плотность схемы приводит к снижению надежности интегральных схем. Однако в современных электронных устройствах интегральные схемы редко выходят из строя из-за эффектов электромиграции.Это связано с тем, что при правильном проектировании учитываются эффекты электромиграции.

Термин «плотность тока» или, в частности, поверхностная плотность тока в мА / см² или ток, производимый на единицу площади элемента, часто используется для описания характеристик солнечных элементов. Плотность тока короткого замыкания фотоэлектрического элемента является важным параметром, характеризующим эффективность преобразования энергии элемента. Такой подход полезен тем, что позволяет сравнивать элементы различных производителей.В то время как напряжение от фотоэлектрического модуля определяется количеством отдельных солнечных элементов, ток от модуля в основном зависит от площади поверхности элемента, подверженной солнечному свету, и эффективности солнечных элементов. Монокристаллические солнечные элементы часто имеют размер 100 × 100 мм = 100 см² и вырабатывают ток 3,5 А или плотность тока 3,5: 100 = 35 мА / см² от одного модуля. Обратите внимание, что определение плотности поверхностного тока в солнечных элементах не то же самое, что определение плотности поверхностного тока выше.

Хромированная лейка для душа; поверхность пластмассовой детали покрыта медью, затем никелем, а последний слой — хромом.

Плотность тока — одна из основных характеристик, определяющих качество конечного продукта при хромировании и других методах гальваники. Во время хромирования на металлический или пластиковый предмет наносится тонкий слой хрома. Хромированный слой может быть декоративным, эстетичным, прочным и устойчивым к коррозии. Хромирование также используется для повышения твердости поверхности.Твердый хром, также известный как промышленный или технический хром, используется для уменьшения трения и повышения долговечности за счет повышения износостойкости, устойчивости к истиранию и стойкости к окислению. Гальваническое покрытие твердым хромом также иногда используется для восстановления первоначальных размеров изношенных деталей.

Для использования в автомобильной промышленности сталь подвергается нескольким процессам гальваники, чтобы выдерживать изменения температуры и погодных условий, которым подвержен автомобиль на открытом воздухе и во время эксплуатации. Обычно используется процесс тройного покрытия, который включает в себя сначала покрытие медью, затем никель и хром, который наносится последним слоем.Температура и плотность тока в ванне хрома влияют на яркость и равномерность осаждения хрома.

Измерение плотности тока

Распространенным примером измерения плотности тока является гальваника, когда плотность тока измеряется в жидкой проводящей среде (электролите электролитической ванны). Это включает в себя расчет или измерение площади поверхности детали, покрытой металлом, и измерение тока, протекающего через гальваническую ванну. В продаже имеется несколько измерителей плотности тока.Они позволяют специалистам по нанесению гальванических покрытий точно знать скорость осаждения материала на заготовке. Измеритель плотности тока электролита обычно состоит из небольшого тороидального зонда с катушкой и цифрового дисплея, который измеряет ток, протекающий через катушку, индуцированный током в электролите, протекающем внутри нее. Процессор таких измерителей рассчитывает и указывает плотность поверхностного тока в точке измерения в А / фут² или А / дм² путем измерения тока, протекающего через катушку, и с учетом площади катушки.

Другой пример измерения плотности поверхностного тока — производство солнечных батарей. Плотность тока короткого замыкания в фотоэлементе часто неоднородна. Различие в плотностях поверхностного тока может быть связано с разным временем жизни носителей заряда в разных областях ячейки, разным расстоянием до металлических контактов и другими факторами. Чтобы измерить плотность поверхностного тока через ячейку, их можно облучить сфокусированным очень узким электронным или световым лучом. Световое пятно очень маленького диаметра сканирует поверхность ячейки и точно измеряет выделенный фототок.Таким образом создается карта локальной плотности поверхностного тока короткого замыкания, которую можно использовать для оптимизации фотоэлектрического устройства.

Эту статью написал Анатолий Золотков

У вас возникли трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.

Диаметр электрода и плотность тока

Разоблаченный миф: диаметр электрода и плотность тока

Выбор правильного диаметра проволоки для сварки MIG, дуговой сварки под флюсом (SAW) и дуговой сварки под флюсом (FCAW) может оказаться сложной задачей.Это связано с тем, что существует два (часто неправильно понимаемых) утверждения, связанных с диаметром электрода:

Проволока меньшего диаметра дает мало провара и может не подходить для толстого материала

Проволока большего диаметра обеспечивает более глубокое проникновение и осаждает больше металла

В обоих этих утверждениях есть доля правды, но будьте осторожны; Ни одно из этих утверждений не является полностью верным. Чтобы принять наилучшее решение о том, какой диаметр проволоки использовать, необходимо понять, как диаметр проволоки и влияние силы тока, протекающей через проволоку, влияют на наплавку.

Влияние силы тока

Предположим, у вас есть провод SAW 3/32 дюйма и провод SAW 5/32 дюйма, оба работают на 600 ампер. Какой провод дает самое глубокое проникновение? Поскольку сила тока течет через провод меньшего диаметра, плотность (или концентрация) тока больше, чем тот же ток, протекающий через провод большего диаметра. Чем больше плотность тока, тем глубже проникновение. В результате проволока меньшего диаметра будет проникать глубже, чем проволока большего диаметра при том же токе (при условии, что все другие факторы, такие как скорость движения, остаются постоянными).Рисунок 6.31 демонстрирует эту концепцию.

Однако каждый провод имеет определенную пропускную способность по плотности тока. Если сила тока, протекающая через проволоку, становится слишком большой, сварочная дуга становится нестабильной и неустойчивой. На этом этапе пора увеличить диаметр проволоки. Это снизит плотность тока и стабилизирует дугу. И наоборот, если сила тока слишком мала для диаметра проволоки, дуга будет «лопаться», залипать и производить чрезмерное разбрызгивание. На этом этапе проблему может решить проволока меньшего диаметра.

Скорость наплавки

Что касается скорости наплавки (количество наплавленного металла, которое может быть наплавлено в фунтах / час), проволока меньшего диаметра должна иметь большую скорость подачи, чтобы обеспечить такую же силу тока у проволоки большего диаметра. Например, для проволоки диаметром 3/32 дюйма, описанной ранее, скорость подачи проволоки составляет 150 дюймов в минуту для достижения тока 600 ампер. Проволока 5/32 дюйма имеет скорость подачи примерно 45 дюймов в минуту. В результате увеличения скорости подачи проволоки диаметром 3/32 дюйма она будет оседать около 17.3 фунта / час. Электрод диаметром 5/32 дюйма при токе 600 ампер наносит примерно 14,7 фунта в час. Большая скорость наплавки при использовании проволоки диаметром 3/32 дюйма меньшего диаметра может обеспечить более высокую скорость перемещения и потенциально увеличить производительность.

Хотя в приведенных выше примерах использовалась проволока под флюсом, те же принципы справедливы для сварки MIG и FCAW. Обращение внимания на рекомендуемые производителем процедуры для проволоки может помочь оптимизировать производительность и качество за счет выбора проволоки правильного диаметра для работы.

Фотография предоставлена Lincoln Electric

Если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, обязательно обратитесь к своим представителям в General Air.

Автор: Стив Дурен

Зона покрытия с высокой плотностью тока

Объяснение зон покрытия с высокой плотностью тока

Меднение достигается путем погружения производственной панели в раствор сульфата меди и подачи электроэнергии на ванну, измеряемой в амперах. Ампер рассчитывается путем умножения коэффициента 11 ампер на квадратный фут на квадратные футы открытой площади производственной панели.

Например, если производственная панель состоит из 10 частей заказчика, и каждая часть имеет 0,1 SF площади меди, тогда панель имеет 1 SF площади меди, и мы приложим 11 ампер к этой стороне панели. Аналогичный расчет необходимо произвести для другой стороны панели.

Часто встречаются конструкции, в которых редко встречаются схемы и / или элементы из меди с более тяжелыми элементами из меди на других участках платы. Хотя общие квадратные футы и результирующие амперы рассчитываются на основе суммы этих характеристик, сила тока не всегда равномерно распределяется по каждой функции в зависимости от ее площади.

Запасные области, такие как изолированные цепи, превращаются в так называемую зону гальваники с высокой плотностью тока, что означает, что они будут привлекать больше, чем справедливую долю силы тока, что приводит к гораздо более тяжелому медному покрытию поверхности. Благодаря небольшому размеру и теперь более высокому профилю эти цепи более подвержены механическим сбоям в процессе обращения, а также в случае неправильного обращения.

Наше предложение для решения этой проблемы состоит в том, чтобы добавить фиктивное воровство меди во все области из стекловолокна платы рядом с этими изолированными медными элементами.Это не только поможет сбалансировать силу тока и снизить профиль этих цепей, но и окружающая медь также поможет защитить эти изолированные элементы.

Ниже приведены примеры того, что мы предлагаем делать, до и после. Мы сохранили все фиктивные медные элементы на 25 мил от активных медных элементов, чтобы предотвратить «шум».

Верх

Низ

Как плотность тока связана с законом об амперах

Результаты листинга Как плотность тока связана с законом об амперах

Как магнитное поле связано с законом Ампера и создаваемое им магнитное поле.Этот закон утверждает, что

интеграл плотности магнитного поля (B) вдоль воображаемого замкнутого пути равен произведению тока, заключенного на пути, и проницаемости среды. Расчетное время чтения: 1 мин. Предварительный просмотр / Показать еще

Just Now Следовательно, плотность тока части провода равна плотности тока на всей площади.Используя закон Ампера , получаем и магнитное поле внутри провода равно Вне провода, ситуация идентична ситуации с бесконечным тонким проводом из предыдущего примера; то есть, вариант B с r…

9 часов назад из-за бесконечного плита по току , используя Закон Ампера .На рисунке показана пластина с током с плотностью тока 2 ˆ J = Jye dz G, где единицы Je — это амперы на квадратный метр. Сляб , ток бесконечен в направлениях x и z и имеет толщину d в направлении y.

3 часа назад Если B-поле имеет вид, вы предположить, что подходит для магнитного поля вне провода, тогда ротор равен нулю.Это имеет смысл, поскольку за пределами провода нет плотности тока .. Поле B внутри провода имеет другую форму и имеет ненулевую z-компоненту в его завитке. Связь между завитком B и плотность тока применяется в точке.

5 часов назад Одно из уравнений Максвелла, Ампера Закон, связывает ротор магнитного поля с плотностью тока, а особенно полезен для распределений тока с высокой степенью симметрии.Закон Био-Савара требует суммирования множества бесконечно малых элементов тока и, таким образом, позволяет напрямую вычислять любые. Предварительный просмотр / Показать еще

Just Now — замкнутая сетка , ток равен нулю — магнитное поле перпендикулярно выбранному пути в любой точке — магнитное поле равно нулю • Закон Ампера может быть полезен при вычислении магнитных полей с током распределения с высокой степенью симметрии (аналогично симметричным распределениям заряда в…

5 часов назад Плотность тока в полом цилиндре однородна, таким образом, мы можем выразить плотность тока Дж (r) как: 2 0 0 rˆ 0 zb Amps Ja bc mc ρ ρ ρ ⎧ <⎪ ⎪ ⎪ ⎡ ⎤ = ⎨ << ⎢ ⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎩> JQ: What магнитный поток плотность B (r) создается этим плотностью тока J (r)? A: Мы могли бы использовать Закон Био-Саварта для определения B (r), но

4 часа назад Использование закона ампера с плотностью тока Автор темы и вид сверху.Провод и проводящая оболочка переносят противоположные токи I внутрь и наружу с плотностью тока , как J. Внешняя оболочка имеет радиус 2R, а внутренний провод — радиус R от центра. Рассчитайте магнитное поле. в центре провода

5 часов назад Закон Ампера или схема Ампера Закон , закон , представляет собой математическое утверждение, используемое в электромагнетизме, которое устанавливает связь между током и магнитным полем, которое он генерирует.Магнитное поле, создаваемое электрическим током , пропорционально величине тока с константой пропорциональности, равной проницаемости свободного пространства (μ o), универсальной константе в физике.

8 часов назад Что такое закон Ампера? Согласно закону Ампера, магнитных полей связаны с производимым в них электрическим током.Закон определяет магнитное поле, которое связано с данным током или наоборот, при условии, что электрическое поле не меняется со временем. Закон Ампера можно сформулировать как:

NON -Униформа Плотность тока . Вот пример того, как реализовать наихудший сценарий с законом Ампера (для длинного прямого провода): НЕОДНОРОДНАЯ плотность тока , протекающая через площадь поперечного сечения провода. Плотность тока — это просто ток / (площадь поперечного сечения, через которую протекает ток ).

и магнитным полем, которое он создает вокруг себя. Этот закон был назван в честь ученого Андре Мари Ампер , открывшего это явление.Ампер провел несколько экспериментов, чтобы понять, как силы действуют на провода, по которым проходит ток.

6 часов назад практическая задача 2. Используйте закон Ампера для определения напряженности магнитного поля … . на расстоянии r от бесконечно длинного проводящего ток провода. в любом месте по обе стороны от бесконечного плоского листа с поверхностной плотностью тока σ.внутри соленоида с n витками на единицу длины. внутри тороида (тороидального соленоида) всего N витков.

Только сейчас, 24 февраля 2012 г. Автор: Electrical4U. Закон Циркуля Ампера устанавливает взаимосвязь между током и создаваемым им магнитным полем.Этот закон утверждает, что интеграл от плотности (B) магнитного поля вдоль воображаемого замкнутого пути равен произведению тока , заключенного на пути, и проницаемости среды.

7 часов назад Мы можем рассмотреть это соотношение, потому что плотность тока J постоянна по всей площади провода.Следовательно, плотность тока на части провода равна плотности тока на всей площади. Используя закон Ампера, получаем B (2 π r) = μ 0 (r 2 a 2) I 0, а магнитное поле внутри провода B = μ 0 I …

Ампера все лучше (почти все).Андре-Мари Ампер (1775–1836) Франция. Закон Закон в интегральной форме. ∮B · ds = μ 0 I. Закон в дифференциальной форме. ∇ × B = μ 0 J. Эти формы закона являются неполными. Полный закон имеет добавленный член, называемый током смещения .

Just Now Плотность тока или электрическая плотность тока очень сильно связана с электромагнетизму.Он определяется как количество электрического тока , протекающего через единицу площади поперечного сечения. В этой статье мы обсудим формулу для плотности тока с примерами. Начнем учиться!

1 час назад Окружной закон Ампера утверждает, что.∮ B →. d l → = μ 0 I. Наблюдение Максвелла: ток проводимости I и ток смещения I D вместе обладают свойством непрерывности на любом замкнутом пути. Следовательно. ∮ B →. d l → = μ 0 (I + I D) ∮ B →. d l → = μ 0 (I + ϵ 0 d ϕ E d t) Это закон Ампера-Максвелла . Помните:

1 .Мы можем определить ток как поток электрически заряженных частиц, в основном в тех атомах, в которых отсутствуют электроны. Стандартный символ тока — заглавная I. Стандартная единица тока — ампер, обозначается буквой A. И наоборот, ток в один ампер — это один кулон заряда (6,24 x 1018 носителей заряда), проходящий через заданную точку в секунду. По словам физиков, считается, что ток движется от относительно положительных точек к отрицательным, и это называется обычным током. Электроны, как известно, являются обычными носителями отрицательного заряда и циркулируют от относительно отрицательных точек к положительным.В этой статье мы подробно узнаем о концепции плотности тока.

4 часа назад Количество бесплатных зарядов в томе: бесплатных зарядов в томе С точки зрения этого, ток равен ̅ Определите плотность тока как ⃗ ⃗ Пример Y&F 25 .1 вычисляет типичный плотность тока и скорость дрейфа. Медный провод имеет диаметр , свободный электронов плотность , и пропускает ток .
5 часов назад ротор магнитного поля в любой точке совпадает с плотностью тока там. Другой способ сформулировать этот закон состоит в том, что плотность тока является источником ротора магнитного поля. 🔗. В начале этой недели, Закон Ампера…
8 часов назад Закон об амперах Force ITTC. 5 часов назад 29.09.2005 Закон амперов Force.doc 1/4 Джим Стайлз Univ. Канзасского департаментазакона силы Ампера EECS Рассмотрим случай с двумя нитями тока , расположенными в космосе. Одна нить накала имеет ток I 1, протекающий по дифференциальному расстоянию смещения dA 1, а другая — ток I 2, протекающий по dA 2.
Just Now How Is Ampere S Circuital Law related to Gauss Law . 1 час назад Каким образом ампер Циркулярный Закон связан с уравнениями Максвелла. 9 часов назад Закон Ампера Закон контура Ампера гласит: линейный интеграл магнитного поля по замкнутому контуру или петле умножается на общий ток , заключенный в этом замкнутом контуре.Мы выражаем этот закон с помощью математического выражения: где, I — сеть
9 часов назад Закон Ампера является альтернативным методом закона Био и Савара для измерения магнитного поля, обусловленного током , несущим проводник. Закон Ампеля можно определить как линейный интеграл магнитного поля, поскольку любая близкая площадь поверхности равна.Математически, Доказательство Закона Ампера . Рассмотрим прямой проводник с током I, как показано на рисунке.
7 часов назад 1 amp = 6,25 x 10 18 электронов / сек. Внутри проводника часто бывает полезно определить ток в терминах его плотности тока или j.Единицы измерения j равны амперам / м 2. Ток иногда называют «потоком плотности тока » по площади поперечного сечения.
3 часа назад Закон Ампера Закон . Магнитное поле в пространстве вокруг электрического тока пропорционально электрическому току , который служит его источником, точно так же, как электрическое поле в пространстве пропорционально заряду, который служит его источником.Закон Ампера гласит, что для любого пути замкнутого контура сумма элементов длины, умноженная на магнитное поле в направлении элемента длины, равна
Just Now Следовательно, общий электрический ток , протекающий по прямоугольному пути, равен nLI.Согласно закону Ампера . Ближе к концам соленоида линии поля скучены. В остальном же пространстве линии так широко разнесены, что магнитным полем можно пренебречь. Это выражение для магнитной индукции в точке на оси

Гаусса принимает форму.∇⋅D = q общ. где D теперь определяется как электрический поток , плотность . D связан с электрическим полем E через. D = εE. где ε — диэлектрическая проницаемость этой среды. В вакууме эти отношения становятся. D = ε 0 E. и вы получите закон Гаусса , который мы знаем и любим.

6 часов назад Мне было интересно, почему закон Фарадея индукции и закон Максвелла-Ампера Закон (без источников) не полностью симметричен в том смысле, что закон Максвелла-Ампера имеет член $ \ epsilon_0 \ mu_0 $ справа (в единицах СИ), а закон Фарадея — нет, поскольку симметрия важная особенность большинства физических законов.

9 часов назад Следовательно, локон должен быть пропорционален плотности тока при заданной точка, поскольку связано с значением линейного интеграла вокруг бесконечно малого цикла. Запишем: × B = μ 0 J, где ∇ × обозначает ротор. Дифференциальная и интегральная формы закона

1 час назад Ток короткого замыкания зависит от ряда факторов, которые описаны ниже: площадь солнечного элемента. Чтобы устранить зависимость площади ячейки, обычно указывается плотность тока короткого замыкания (Jsc в мА / см2), а не ток короткого замыкания ; количество фотонов (т.е.д., мощность падающего источника света

2 часа назад A демонстрация класса знакомит учащихся с силой между двумя петлями, несущими ток , ток , сравнивая притяжение и отталкивание между петлями и между двумя магнитами. После лекции по закону Ампера (включая некоторые примеры и задачи) студенты начинают использовать эти концепции для расчета магнитного поля вокруг петли.Это применяется для определения магнитного поля тороида,…

7 часов назад Теперь, когда вы знаете формулу расчета, взгляните на приведенный ниже пример, чтобы получить более четкое представление. Пример. 10 мм2 медного провода пропускают ток и ток 2 мА. Определите эту плотность тока , используя формулу плотности тока .Решение — В этом примере ток (I) =…

5 часов назад Электрический ток грубая, средняя величина, показывающая, что происходит во всем проводе. В позиции r в момент времени t распределение протекающего заряда описывается плотностью тока : где j (r, t) — вектор плотности тока , vd (r, t) — средняя скорость дрейфа частиц ( Единица СИ: м ∙ с −1), и.

5 часов назад Процедура использования калькулятора плотности тока следующая: Шаг 1: Введите текущий , площадь и x для неизвестного значения в поле ввода. Шаг 2: Теперь нажмите кнопку «Рассчитать неизвестное», чтобы получить плотность тока . Шаг 3: Наконец, плотность тока проводника будет отображаться в поле вывода.

1 час назад Для данного тока вы можете использовать отмеченное сопротивление и применить Ом Закон для расчета падения напряжения на проводнике. Ток (допустимая нагрузка) Примечания: Номинальные значения тока , указанные в таблице, относятся к передаче энергии и были определены с использованием правила 1 ампер на 700 круговых милов, что является очень консервативным показателем.

9 часов назад Закон Ампера позволяет нам вычислять магнитный закон поля из отношения между электрическими токами, которые создают эти магнитные поля. В нем говорится, что для замкнутого пути сумма элементов составляющей магнитного поля равна электрическому току , умноженному на проницаемость пустого.

4 часа назад Ответ (1 из 5): В: Плотность металла влияет на ток , протекающий по металлической проволоке? A: Это интересный вопрос: какова связь между проводимостью и плотностью .Итак, я построил зависимость для 24 проводников. Вот она: Эта желтая линия представляет ОЧЕНЬ слабую корреляцию.

Только сейчас Укажите радиус (d), (e) , ток , и (f) , плотность тока на A2. Количество заряда q (в кулонах), прошедшего через поверхность площадью 2,00 см2, изменяется со временем в соответствии с уравнением q = 4t3 + 5t + 6, где t выражается в секундах.

1 часов назад Этот бесплатный калькулятор резисторов преобразует значение сопротивления и допуск на основе Цвет резистора кодирует и определяет сопротивление резисторов, подключенных параллельно или последовательно, а также сопротивление проводника. Поэкспериментируйте с падением напряжения и законом Ома …

Исторические статьи
Апрель 1954 г., выпуск Покрытие
Распределение плотности тока в гальванике с использованием моделей
Гилберт Форд Кинни, профессор химической инженерии У.С. Военно-морская аспирантура, Монтерей, Калифорния, и Джон В. Феста, Отдел электроники, Sylvania Electric Products, Inc., Маунтин-Вью, Калифорния
РЕФЕРАТ
Гальванический металл осаждается в результате электрическое поле, созданное в гальванической ванне. Трудно аналитически описать поле вокруг электрода неправильной формы, но контроль поля необходим, если необходимо получить однородную гальваническую пластину. В этой статье описывается метод использования моделей для изучения этих электрических полей.Таким образом, легко производить измерения относительной плотности тока для различных практических ситуаций, связанных с нанесением гальванических покрытий. Эти измерения дают первичное распределение тока, которое наблюдалось бы, если бы не учитывались поляризация и явления на поверхности анода и катода.
ВВЕДЕНИЕ
Практичный гальванический станок должен контролировать не только внешний вид, но и распределение металла, нанесенного на объект, чтобы обеспечить приемлемую работу. При постоянной эффективности количество наплавленного металла в единицу времени прямо пропорционально плотности тока в каждой точке; поэтому для получения покрытия однородной толщины требуется почти равномерное распределение плотности тока.Методы, с помощью которых можно управлять распределением тока, включают (а) правильное расположение объекта, который должен быть покрыт, относительно анодов, (б) правильное расположение точек контакта, особенно для объектов с заметным сопротивлением, (в) использование вспомогательных анод для увеличения толщины в узком месте, (d) использование вспомогательного катода или вора для уменьшения плотности тока в некоторой конкретной области, (e) использование непроводящих экранов для переброски отложений в другую область, и (f) манипуляционные методы которые увеличивают метательную силу раствора.Проблемы очень сложные и не имеют точных решений. Интуиция и опыт помогают найти лучший компромисс среди ряда противоречащих друг другу требований, и дизайн даже самого простого типа гальванической стойки становится чем-то вроде искусства. Часть этого искусства заключается в правильной интеграции всех многих факторов, которые влияют на распределение электроосажденного металла.
Распределение электрического тока вокруг объекта и, следовательно, результирующая толщина гальванической пластины на его поверхности, зависит от электрического поля, создаваемого в растворе проводящего покрытия.Характеристики этого электрического поля важны, поскольку, в принципе, если электрический потенциал известен как функция положения, во всем решении проблема гальваники полностью решается. Для некоторых простых геометрических форм конфигурации электрического поля были фактически вычислены с использованием уравнений Пуассона и Лапласа. Эти математические решения аналогичны решениям для тех же типов полей, которые встречаются в задачах гидродинамики, аэродинамики или теплопередачи.Непосредственное применение этих методов к гальванике было сделано К. Каспером в серии статей ¹, в которых он предоставил алгебраические решения для ожидаемого распределения плотности тока с помощью различных линейных и плоских электродных сборок. Продвинутая природа математики, используемой даже для простейших электродных сборок, делает очевидным, что такие методы менее чем удобны, когда они распространяются на сложные формы. И все же именно неправильная форма имеет практическое значение для гальваники; Примером может служить стержень для экспериментальной вакуумной лампы, схематически изображенный на рис.1. Цель данной статьи — показать, как первичное распределение плотности тока и, следовательно, относительную толщину металлического покрытия такого стержня может быть предсказано на основе простых измерений, сделанных на модели.


Рис. 1 — Поперечное сечение металлического стержня. Толщина покрытия не менее а больше в таких точках, как b и c .	Рис. 2 — Электрический ток поле в Hull Cell.Электроды ab и cd соединены (постоянным) током линии; эквипотенциальные линии обозначены пунктиром.

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ
Электрическое поле в резервуаре для гальваники может быть представлено плоскостями эквипотенциальности и плоскостями протекания тока. Две системы плоскостей дополняют друг друга и вместе образуют полное ортогональное поле. Рассмотрим те элементы трехмерного поля, которые лежат в одной плоскости, как, например, в резервуаре с вертикальными электродами или как в ячейке Халла.Ячейка Халла представляет собой миниатюрный резервуар для нанесения покрытий с наклонными электродами, обозначенными буквами ab и cd на рис. 2, и используется специалистами по нанесению гальванических покрытий для проверки характеристик растворов для нанесения покрытий в широком диапазоне плотностей тока. Двумерный график поля, показанный на рис. 2, состоит из двух дополнительных наборов линий, которые повсюду пересекаются под прямым углом. Один набор линий, пунктирных на рисунке, представляет линии равного потенциала при значениях, промежуточных между значениями двух электродов ab и cd.
Эквипотенциальные линии на рисунке были получены на модели (размер 2X) реальной ячейки, в которой проводящая бумага используется для моделирования проводящего раствора. Что касается электродов, то на бумагу наносили полоски серебряной краски с низким сопротивлением, которые используются для печатных схем, и сушат с помощью лампы инфракрасного нагрева. Электроды с удельным сопротивлением менее одного Ом на квадрат легко изготовить, и это сопротивление ничтожно мало по сравнению с сопротивлением бумаги.Токопроводящая бумага для представления решения бывает нескольких видов. Один сорт факсимильной бумаги (тип NDA, факсимильная бумага Time-Fax, поставляемый Times Facsimile Corp., 540 W. 58th Street, New York, N. Y.), поставляемый в листах размером 12 x 18 дюймов, показывает довольно равномерное удельное сопротивление около 7500 Ом на квадрат. Эта факсимильная бумага имеет алюминиевую поверхность, на которую может повредить проводящая краска, но этого можно избежать, если при подготовке модели проявить осторожность.
При определении поля на электроды модели прикладывают разность потенциалов с помощью трансформатора стабилизации напряжения, регулируемого автотрансформатора и зарядного устройства для сухих дисковых аккумуляторов. На рис. 3 схематически показана схема. Точки на промежуточных потенциальных линиях определялись с помощью зонда, подключенного через гальванометр к декадному делителю напряжения. (Устройство, используемое авторами, было произведено General Radio Co., Кембридж, Массачусетс.) Нулевое показание гальванометра указывает на выбранную долю от общей разности потенциалов в один или два вольта, а чувствительность гальванометра около 10-8 ампер / мм позволяет точно определить расположение эквипотенциальных линий. (Этот метод аналогичен таковому для аналогового полевого плоттера компании General Electric.)
Поток тока в ячейке Халла представлен на рис. 2 сплошными линиями, соединяющими электроды ab и cd. Эти линии образуют так называемые криволинейные квадраты с пунктирными эквипотенциальными линиями, причем два набора линий всегда пересекают друг друга под прямым углом.Это наблюдение предлагает один из способов графического определения местоположения линий тока: после того, как эквипотенциальные линии были нанесены, линии тока тока вычерчиваются путем осмотра, чтобы удовлетворить требованиям прямоугольного криволинейного квадрата. ² Можно использовать более сложные устройства для построения поля, в которых прямое направление определяется экспериментально с помощью двух дополнительных контактов на нулевом зонде. После обнаружения точки на эквипотенциальной линии датчик поворачивают до тех пор, пока между двумя вспомогательными контактами не будет наблюдаться максимальная разница напряжений.Соединяющая их линия дает направление под прямым углом.
Альтернативный метод определения местоположения сети текущих потоковых линий — это метод, который «переворачивает» модель. Инвертированная модель — это та, в которой проводящие электроды исходной модели заменены непроводящими областями, и, наоборот, непроводящие области заменены проводящими областями. Линии тока исходной модели становятся эквипотенциальными линиями инвертированной модели и легко обнаруживаются методом нулевого зонда.Линии тока, проведенные на рисунке ячейки Халла, были получены этим методом. В перевернутой модели электроды используются вдоль линий ac и bd, а линии ab и cd становятся краями проводящей бумаги. Рис. 2, таким образом, представляет собой композит.
Измерение плотности тока
Приведенные выше соображения относительно ортогональных полей хорошо известны. Осталось расширить их, чтобы покрыть предмет, представляющий наибольший интерес для гальваники, — распределение тока по электродам.Плотность тока в каждой точке отражается на расстоянии между токопроводящими линиями; более близкое расстояние, как около d электрода cd ячейки Халла, соответствует большей плотности тока, т.е. е. градиент потенциала в инвертированной модели соответствует плотности тока в исходной модели. Этот градиент потенциала можно получить из измерений на перевернутой модели, построив график относительного потенциала эквипотенциальных линий в зависимости от их положения. Наклон этой построенной линии в любой точке представляет собой градиент потенциала в этой точке, а также дает относительную плотность тока для оригинала.


Рис. 3 — Расположение эквипотенциального линий.	Рис. 4 — Ток распределение на катоде корпуса ячейки. Обведенные точки, полученные из перевернутых модель; сплошной линией показаны принятые значения.

Удобный метод прямого измерения градиента потенциала — это двухконтактный датчик. Разница напряжений на двух контактах будет увеличиваться с увеличением градиента и даст значение, которое близко приближается к фактическому градиенту в средней точке между двумя достаточно близкими контактами.Зонд с двумя контактами на расстоянии примерно 5 миллиметров друг от друга давал разность напряжений, которую можно было легко измерить, когда падение напряжения 10 вольт или меньше было помещено на электроды перевернутой модели примерно от 8 до 10 дюймов в поперечнике. Измерение методом компенсации Поггендорфа с использованием «портативного» потенциометра и внешнего гальванометра с чувствительностью около 10-8 ампер / мм устраняет влияние переменного контактного сопротивления. Градиенты, измеренные таким образом вдоль края cd проводящей бумаги перевернутой модели, умноженные на коэффициент пропорциональности, показаны кружками на рис.4. Сплошная линия представляет собой график принятой эмпирической зависимости для ячейки Халла, где относительная плотность тока = 27,7 — 48,7 log L, а L — расстояние в дюймах вдоль наклонного электрода от точки d. Это уравнение не обязательно справедливо для всех решений по металлизации и не работает на концах панели ячеек Халла. Однако видно, что измерения на инвертированной модели почти точно воспроизводят принятые экспериментальные значения.

Фиг.5 — Поле электрического тока вокруг цилиндрических электродов а, и b, . Сплошные линии показывают текущий поток, пунктирные линии показывают эквипотенциалы. Обратите внимание, что эквипотенциальная линия cdec также может быть электродом без изменения внешнего.

Рис. 6 — Перевернутая модель электрода a и области cdec .

Измерения на модели, представляющей цилиндрические электроды, служат дополнительной проверкой метода перевернутой модели, однородности проводящей бумаги в различных направлениях и пригодности окрашенных электродов.Электрическое поле вокруг таких цилиндрических электродов графически показано на рис. 5 и также может быть описано аналитически. ^1,2 Детали подготовки модели следующие:
Изготовлена прямая двухмерная модель с проводящей краской, используемой для изображения электродов. Области a и b на фиг. 5 представляют собой цилиндрические электроды.
Эквипотенциальная линия, охватывающая интересующий электрод, определяется с помощью метода построения поля и метода обнуления гальванометра.Линия cdec является эквипотенциальной линией относительно электрода a.
Линия прохождения тока расположена по своему прямоугольному отношению к линиям промежуточного потенциала, нарисованным для этой цели. Один из таких — линейный акб. Прямая линия, соединяющая точки наибольшего сближения двух электродов, также является такой линией, и ее можно было использовать. Однако точка наиболее близкого приближения — это точка максимальной плотности тока, при которой измерения могут быть особенно желательны, и предпочтительно не делать
Затем подготавливается инвертированная модель, в которой интересующий электрод (в данном случае электрод a case) становится непроводящей областью в проводящей бумаге.Вырезается и снимается. Затем изучаемое электрическое поле, включая область, представляющую электрод a, вырезается по контуру эквипотенциальной линии cdec. В перевернутой модели это стало линией потока, и через нее не протекает ток. Разрыв проводящей бумаги по этой линии не влияет на распределение тока. Однако это дает перевернутую модель управляемого измерения.Затем две стороны линии переменного тока окрашивают проводящей краской, и краске дают высохнуть. Разрезание бумаги по этой линии дает два электрода для перевернутой модели, как показано на рис. 6.
Градиент потенциала вдоль края выреза, представляющего исходный электрод, измеряется с помощью двухконтактного зонда. Эти показания пропорциональны относительной плотности тока, ожидаемой в каждой точке.
Значения градиента потенциала вокруг двух электродов на рис. 7, измеренные таким образом (умноженные на коэффициент пропорциональности), нанесены на график в виде точек в кружках. Теоретические значения, рассчитанные с использованием принятых уравнений поля, показаны сплошными линиями. Согласие теоретических и экспериментальных значений показывает, что метод является удовлетворительным. Для электродов, показанных на рис. 7, теоретическое отношение максимальной плотности тока к минимальной становится равным 2/1 и 10/1 соответственно.Отношение двух средних плотностей тока составляет 4/1 от максимальных 1,789 / 1.


Рис. 7 — Относительная плотность тока вокруг цилиндрических электродов диаметров d и 4d, разделенных расстоянием 2,89d. Точки кружков измеряли на перевернутом модель; сплошными линиями показаны теоретические значения.	Рис. 8 — Прямая модель стержня в гальванической ванне с четырьмя анодами. Эквипотенциальные линии, найденные экспериментально, обозначены пунктиром.Постоянный ток линия соединяет стержень и один анод.

Фиг. 8 и 9 показаны две модели, использованные для измерений на штоке, показанном на фиг. 1. Измеренные значения показаны на фиг. 10 в виде пустых кружков. Затем, в целях сравнения, испытательная длина этого стержня была покрыта медью в «высокоскоростной» медной ванне (средняя плотность тока 40 ампер / кв. Фут; время 22 минуты; средняя толщина 0,0016 дюйма) и покрыта никелем. для защиты.Стержень был разрезан, отполирован и протравлен с помощью металлургических технологий, а толщина покрытия была измерена микроскопически ниточным микрометром. Результаты для различных секций были усреднены, и средние значения показаны в виде сплошных кружков на рис. 10. Несоответствие между толщиной покрытия и измеренным градиентом потенциала показывает влияние метательной силы высокоскоростной медной ванны.

Фиг.9 — перевернутый модель с вырезом — область, представляющая стержень.

Рис. 10 — Измеренная толщина медной пластины на стержне, показанной сплошными кружками. Плотность тока, измеренная на модели, показана светлыми кружками. Несоответствие показывает выравнивание действие метательной силы раствора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Метод перевернутой модели также позволяет исследовать влияние метательной силы раствора. Легко выполнить измерения, чтобы определить влияние ориентации или размещения электродов или поведения вспомогательных анодов или катодов.Вспомогательный анод становится, в прямой модели, проводящей областью, соединенной параллельно с другими анодами; вспомогательный катод (вор) подключается параллельно к покрываемому объекту. Эквипотенциальные и токовые линии расположены, как описано ранее, но на их положение заметно влияют вспомогательные электроды. Когда перевернутая модель подготовлена, каждый электрод становится областью выреза.
Непроводящий экран вокруг части объекта, подлежащего покрытию, представлен вырезанной областью в исходной модели.Расположение эквипотенциальных линий и линии протекания тока происходит так же, как и раньше, за исключением того, что в перевернутой модели экран становится проводящей областью, не связанной напрямую с электродом. Эта проводящая область, конечно, показывает нулевой градиент потенциала, соответствующий нулевой плотности тока и отсутствию осаждения металла.
Эти аспекты, какими бы важными они ни были, являются лишь частью проблемы гальваники. Поляризация служит для изменения описанных здесь первичных электрических полей, но такой подход к проблеме позволяет разрешить отдельные эффекты поляризации и первичного поля.Кроме того, это исследование ограничивается влиянием первичного поля на толщину наплавленного металла и не имеет отношения к вопросам адгезии, внешнего вида или однородности. Однако общая атака на все эти проблемы значительно облегчается удалением влияния геометрии нерегулярных электродов на первичное электрическое поле из области спекуляций.
ЛИТЕРАТУРА
1. К. Каспер, «Теория потенциала и техническая практика электроосаждения», Пер.Электрохим. Soc., 77, 353 (1940) 78, 131 (1940), 82, 153 (1942)
2. S. S. Attwood, «Электрические и магнитные поля», John Wiley and Sons, Inc., N. Y. (1941).
Сорта свинца
Из Руководства по ведению химической промышленности (1954 г.), Федеральное подразделение металлов, American Smelting and Refining Co., Нью-Йорк 5, Нью-Йорк.
Химический свинец — это сорт коммерческого свинца, который нашел широкое применение в химической и перерабатывающей промышленности.Этот сорт свинца по спецификации содержит небольшое количество серебра и меди.
Кислый свинец — это полностью очищенный свинец, легированный незначительным процентным содержанием других элементов, включая медь, специально добавленных для повышения устойчивости к коррозионному воздействию.
Сопутствующим преимуществом этих элементов является уменьшение тенденции вывода к «ползучести». Последнее определяется как непрерывное изменение формы (длины) во времени при приложении нагрузки.Этой нагрузкой может быть вес самого свинца и других грузов, например, раствора в резервуаре.
Свинец сурьмы, обычно называемый «твердым» свинцом, представляет собой свинец, легированный сурьмой (обычно 6 процентов) для заметного улучшения механических свойств при температурах ниже 200 ° F.
При температурах ниже 200 ° F свинец сурьмы имеет лучшую стойкость к истиранию, чем химический свинец. При комнатной температуре он имеет вдвое большую твердость и растяжимость; это делает его полезным при строительстве резервуаров, особенно там, где в качестве опоры используется только каркас или где вероятны удары более твердых металлов.
Поскольку добавление сурьмы снижает температуру плавления свинца, сурьмянистый свинец не подходит для использования при температурах, превышающих 200 ° F. Выше этой температуры как механическая прочность, так и коррозионная стойкость быстро падают.
Теллур свинец — это химический свинец, в который была добавлена доля теллура для повышения сопротивления усталости из-за вибрации.Свинец теллура обладает способностью затвердевать, то есть укрепляться под действием нагрузки.

Анодизаторы постоянно поднимают вопрос об анодировании (серной кислотой) по зависимости плотности тока от напряжения. Они не всегда могут спрашивать напрямую, но когда у них возникают проблемы с получением правильной или постоянной толщины покрытия, они задаются вопросом, почему это происходит.Хотя почти все анодизаторы слышали о работе по плотности тока, многие точно не знают, как это сделать. Есть также те, кто полагает, что это потребует больше работы. Вы можете обратиться к этой теме? Б.Г.

Некоторые анодизаторы, с которыми я разговаривал, думали, что анодирование по плотности тока применимо только к анодированию твердым покрытием (Тип III).Не правда. Использование метода анодирования с постоянной плотностью тока может значительно упростить вашу жизнь в качестве анодизатора, а также повысить качество и стабильность вашей работы.

Как я заявлял несколько лет назад, если известное количество тока пропускается через детали в контролируемых условиях химического состава и температуры, время анодирования до желаемой толщины покрытия может быть точно рассчитано. Химический состав и температура являются важными частями этого уравнения, поэтому становится важным тщательно контролировать обе эти переменные.

Это то, что имеется в виду, когда мы говорим о контроле над процессом. Процесс либо находится под контролем, либо выходит из-под контроля. Между ними нет. Вы устанавливаете параметры для управления процессом на собственной линии анодирования. Как только вы определитесь с реалистичными контрольными пределами для химического состава, с надлежащей периодичностью анализа ванны и «честными» химическими добавками, ванну можно будет контролировать в этих пределах, используя принципы статистического контроля процесса (SPC) и отображая результаты вашего анализа. на простой диаграмме «X bar R».Разместите его так, чтобы анодизаторы могли его видеть каждый день. Это можно сделать вручную или загрузить программное обеспечение, простое в использовании и по умеренной цене.

Контроль температуры в линии анодирования иногда является проблемой. Здесь могут сорваться многие процессы анодирования. Резервуары, нуждающиеся в охлаждении, обычно представляют большую проблему, чем резервуары с подогревом. Это связано с тем, что обычно система охлаждения либо имеет недостаточный размер, либо неправильно спроектирована. Важно контролировать все температуры технологической ванны в заданном диапазоне.

Если температура нагреваемых резервуаров сильно колеблется, возможно, даже вероятно, что будут получены противоречивые результаты в отношении качества и / или внешнего вида деталей. Контроль температуры ванны для анодирования является наиболее важным, и разумный диапазон регулирования составляет плюс-минус 2 ° F (1 ° C). Эта степень контроля важна во всем диапазоне цикла анодирования, и система охлаждения должна быть рассчитана и рассчитана на достижение этого в условиях постоянной «полной нагрузки».

Существуют некоторые анодированные нагрузки, которые, кажется, бросают вызов практическим ограничениям расчета площади поверхности деталей при этих нагрузках.Это могут быть единичные детали неправильной формы и, в лучшем случае, небольшие количества. Вероятно, более 95% всех анодированных деталей повторяются, и их площадь поверхности можно легко рассчитать. Мы говорим именно об этих частях. Да, сначала сделать это сложнее, но результат стоит затраченных усилий. Независимо от того, имеется ли площадь поверхности уже на чертежах деталей, созданных компьютером, или используется рулетка и портативный калькулятор для оценки площади поверхности, зная, что общая площадь поверхности, подлежащая анодированию для каждой нагрузки, приведет к соотношению нагрузки к нагрузке. последовательность.Контроль параметров ванны приводит к лучшей воспроизводимости от партии к партии.

В то время как твердые покрытия (Тип III) обычно обрабатываются с использованием 24–40 asf (2,6–4,3 asd), Тип II, прозрачные или окрашенные «коммерческие» и декоративные части обычно обрабатываются с использованием 10–18 asf (1,1–1,9 asd). Очевидно, что нагрузка должна соответствовать мощности выпрямителя. Например, если у вас есть выпрямитель на 5000 А, 24 В и вы хотите анодировать при 12 asf для достижения толщины покрытия 0,35–0,40 мил (8,75–10 мкм) или любой толщины покрытия, можно использовать следующие формулы для рассчитать необходимое время анодирования:

Для 95% повторяющихся деталей записывайте их площадь поверхности. Разовые детали могут иметь чертеж детали, сгенерированный компьютером, а площадь поверхности может быть рассчитана с помощью программного обеспечения. Это очень просто.

Если у вас цифровое управление вместо аналогового, введите максимальное выходное напряжение выпрямителя. Это снимает напряжение с цепи управления.Убедитесь, что сила тока установлена на ноль. (Если в баке нет деталей, он будет равен нулю.)
С помощью регулятора силы тока (или автоматического управления линейным изменением) увеличьте силу тока до полного значения силы тока нагрузки, определяемого желаемой плотностью тока, умноженной на общую площадь поверхности деталей (и стоек, если они алюминиевые). Это дает силу тока нагрузки.
Когда цикл анодирования закончен, вы можете промыть детали, высушить небольшой участок чистой тряпкой и измерить толщину покрытия. Или подождите, пока груз будет запломбирован, и проверьте толщину покрытия в зоне снятия с крепления.

Убедитесь, что температура поддерживается в пределах диапазона регулирования на протяжении всего цикла анодирования.Если условия в резервуаре изменяются с начала цикла до конца цикла, возможно, вы увидите изменение результатов.

Приведенные выше правила относятся к силе тока, а не к напряжению, поскольку напряжение в большинстве случаев является случайным.Если вы сделаете ванну более проводящей, повысив концентрацию и / или температуру, но при этом продолжите работу с той же плотностью тока, напряжение, связанное с этой конкретной плотностью тока, будет ниже (возможно, лишь незначительно).

Итак, вы можете видеть, что если вы обрабатываете только напряжением, плотность тока будет меняться в зависимости от условий концентрации и температуры ванны.Это изменит итоговую толщину покрытия — по мере увеличения толщины анодного покрытия, если напряжение фиксировано, ток может упасть от небольшого до большого. Это заставляет нагрузку работать дольше, чтобы достичь желаемой толщины покрытия, потому что плотность тока падает по мере того, как нагрузка продолжает работать. Это обречено на провал, когда для достижения большой толщины покрытия (требуемой многими спецификациями твердого покрытия) требуется от 60 до 90 минут или больше, а иногда невозможно достичь вообще.

Последнее замечание. Традиционно некоторые процессы анодирования выполняются под напряжением. Два коммерческих анодных покрытия, которые обычно работают под напряжением, — это анодирование хромовой кислотой (Тип I) и анодирование фосфорной кислотой. Даже они могут управляться плотностью тока, но обычно это не так, просто потому, что точная толщина покрытия не является целью для этих финишных покрытий.

Передающий Сила
Вторая функция электродов — механическая.Количество силы необходимое для качественной сварки варьируется в зависимости от типа металла. сварных и других факторов, но общая цифра будет около 600-800 фунты. Поскольку электроды обычно находятся на небольшой стороне — примерно от от размера желудя до размера сливы, тоже немаловажно выбрать электроды, способные выдержать силу, необходимую для сделайте хороший сварной шов.

ключ Важно понять, что сила и сопротивление имеют обратную зависимость: большее усилие приведет к меньшему сопротивлению, и наоборот.Уравнение имеет отношение к поверхностному контакту, который относится к определенной области на детали, которых касаются электроды.

Поверхность контакт будет рассмотрен далее в следующем разделе, но следующие пример начнет иллюстрировать эту взаимосвязь: если вы исследуете свою кончик пальца под увеличительным стеклом, то, что сначала кажется гладким Поверхность на самом деле представляет собой массу грубоватых гребней и неровностей. Одинаковый верно для электродов и заготовок.Наконечники электродов и поверхность деталей может выглядеть гладкой и в хорошем состоянии, но на самом деле их поверхность довольно шероховатая, особенно если электроды старые и изношенные или загрязненные детали.

Путем подачи заявки давление на эти шероховатые поверхности, любые микроскопические несоответствия (например, грязь или жир на заготовке и / или ямки и трещины на электродах) сжимаются и поверхность фактически выравнивается.Это приводит к улучшению (увеличенный) поверхностный контакт между наконечниками электродов и заготовкой, и между самими заготовками. Когда поверхностный контакт увеличивается, ток может легче течь от наконечников через заготовки, что означает, что сопротивление было понижено.

Сила также это то, что помогает сохранить целостность сварного шва в процессе его формирования. В качестве ток выделяет тепло, металл заготовки начинает плавиться.Хороший аналогия с этим процессом — ребенок ест эскимо жарким летом день. Когда эскимо тает, оно не остается на палочке — оно капает где угодно. Когда металл плавится, он хочет сделать то же самое, однако потому что это расплавленный металл, а не жидкое эскимо, это не просто капать. Он вырывается из заготовки. Вот почему правильная сила сварки так важен: он буквально заставляет расплавленный металл оставаться на месте, поэтому затем он может остыть, образуя сварной шов.

Без достаточной силы, металл будет делать то, что он хочет, а это то, что вызывает изгнание. Изгнание — это не что иное, как маленькие кусочки расплавленного металл вырывается из сварного шва, потому что они не удерживаются должным образом дюйм. Проблема с высылкой в том, что весь металл вылетает из Сварной шов — это металл, который не попадает в сварной шов; сварка не может быть сделана прочнее, удалив с него металл. Определение правильного количества сила полностью зависит от приложения.С RMWA можно связаться для дополнительные рекомендации и руководства.

Охлаждение Заготовка
Электроды сильно нагреваются при постоянном токе 10-20 кА или более. под сотнями фунтов силы. Хотя у большинства сварщиков есть внутренний система водяного охлаждения, позволяющая воде циркулировать через наконечники электродов во время сварки, распространенной проблемой является потеряна, повреждена трубка охлаждающей воды или ее диаметр ненадлежащего размера.Без ничего чтобы охладить кончики, тепло может быстро подняться до точки, при которой электроды в конечном итоге привариваются к заготовкам. Чтобы исправить эту проблему, водяная трубка должна быть размещена так, чтобы поступающая холодная вода ударяла сначала самая горячая часть наконечника, как показано на рисунке 1-2.

Поверхность Контакт
Конечной целью процесса сварки является создание сварочного тока. между свариваемыми деталями достаточно тепла, чтобы металл расплавится, сплавляется и образует сварной шов.Чтобы это случилось, контакт с поверхностью должен быть максимальным. Следующий эксперимент может звучит глупо, но доказывает важный момент: возьмите кусок скотча и приклеиваем к чистому листу бумаги. Предполагая, что лента была чистой заранее наверно очень хорошо прилипает. Теперь посыпьте солью лист бумаги. Приклейте к бумаге еще один кусок скотча соль на нем. В зависимости от того, сколько там соли, скотч, вероятно, прилипнет в некоторой степени, чтобы не совсем.Наконец, приклейте третий кусок ленты к ковровое покрытие, затем снимите его. Теперь попробуйте приклеить ту же ленту к бумага. Третий кусок, наверное, совсем не прилипает.

сравнить электроды к ленте и заготовке к бумаге. Чистый скотч лучше всего приклеивается к чистой бумаге, так же, как ухоженная, чистая электроды имеют лучший контакт с чистой заготовкой. Лента приклеивается так себе к бумаге с солью, точно так же, как электроды будут иметь так себе контакт с заготовкой, если она грязная, жирная и т. д.Наконец, лента, которая была приклеена к ковру, а затем снова приклеена к бумаге вероятно, совсем не прилипает, как изношенные или покрытые ямками электроды не имеют хорошего контакта с заготовкой. Максимально увеличивая поверхность контакт, плотность тока увеличена. Оба эти фактора играют ключевую роль роли в обеспечении выработки достаточного количества тепла для достижения максимальной цель формирования сварного шва.

Текущий Плотность
Плотность тока описывает, сколько тока подается на конкретный площадь.Другими словами, он описывает концентрацию текущего на небольшом участке заготовки, а именно на участке сварного шва. Чтобы вычислить плотность тока, сила тока (сколько тока) делится по площади поверхности (площади контакта электрода и заготовки). Как правило, чем меньше площадь поверхности, тем плотнее ток. Когда ток плотнее, поверхность нагревается и металл плавится Быстрее. Следовательно, плотность тока слишком высока для приложения. может вызвать изгнание.Напротив, чем больше площадь поверхности, тем меньше плотное течение. Если плотность тока слишком мала для приложения, могут быть холодные сварные швы или, возможно, сварные швы вообще отсутствуют.

Размер, форма и общее состояние электродов влияют на площадь поверхности на связи. Отсутствуют мелкие детали на кончиках электродов (точечная коррозия) приведет к увеличению плотности тока из-за уменьшенной поверхности площадь. Такое же количество тока проходит через меньшую площадь поверхности может вызвать небольшие горячие точки, из которых выходит расплавленный металл (вытеснение), и / или может привести к получению сварных швов меньшего размера.И наоборот, если электрод кончики грибов и становятся больше, плотность тока ниже. Например, Предположим, на сварочном аппарате есть круглые наконечники диаметром 6 мм. Площадь каждого наконечник около 28 мм2. (Площадь круга pr2: 32 * 3,14 «28). Предположим, наконечники подают на деталь 10 кА. Плотность тока равна силе тока делится на площадь поверхности, поэтому плотность тока будет 0,36 кА, или 36 А на каждый квадратный миллиметр поверхности (10 кА / 28 мм2 = 0.36 кА / мм2). Что будет, если кончики грибов измерить 7-миллиметровыми (около 0,040 дюймов больше в диаметре)? Хотя один миллиметр не кажется значительное увеличение, рассмотрим, что происходит с плотностью тока: Наконечники диаметром 7 мм теперь имеют площадь поверхности около 38 мм2 (3,52 * 3,14 дюйма 38). Разделив силу тока на площадь поверхности, получим 0,26 кА или 26 ампер. на каждый квадратный миллиметр поверхности. Разница между 36 Ампер на мм2 и 26 А на мм2 — это довольно значительное снижение на 28% плотность тока! (36 ампер — 26 ампер = разница в 10 ампер; 10 ампер — это 27.78% от 36 Ампер).

Разрешая электроды для грибов только на миллиметр больше, более четверти плотности тока было потеряно, хотя такое же количество ток проходит через наконечники. Представьте себе размер убытка, если они выросли на 2, 3 и даже 4 миллиметра! Контроль постоянного тока или сварочный шаговый двигатель может использоваться для регулирования количества используемого тока, но контроллер или шаговый двигатель не отслеживают изменение площади поверхности.Таким образом, даже если ток регулируется, плотность тока не учитывается. К сожалению, недостаточная плотность тока обычно приводит к неадекватным сварные швы. Соблюдение надлежащих графиков профилактического обслуживания может помочь обеспечить достаточная плотность тока, гарантируя, что электроды остаются в хорошее состояние.

Как доказано в приведенном выше примере очень важно иметь правильную плотность тока. на участке, где будет производиться сварка.В зависимости от материалов однако при сварке «правильная» плотность тока на самом деле представляет собой диапазон, а не одну конкретную сумму. Инженеры-сварщики называют эту линейку сварной шов. Каждый параметр, участвующий в сварке (ток, напряжение, сопротивление и т. д.) имеет свой диапазон или долю. Сделаны качественные сварные швы когда процесс сварки остается в пределах лепестка. В следующей главе мы обсудим сварные выступы и допуски, позволяющие гарантировать, что процесс сварки не выпадает за пределы доли.

Плотность тока и сила тока: Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия

Сила и плотность тока. | Ťaháky-referáty.sk

Плотность тока — Справочник химика 21

Конвертер поверхностной плотности тока • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Введение

Определения

Электрический ток

Объемная плотность тока

Линейная плотность тока

Поверхностная плотность тока

Вектор или скаляр?

Плотность тока в электротехнике и электронике

Измерение плотности тока

5.1 Вектор плотности тока. Закон Ома

Рекомендуемые файлы

Электрический ток, сила и плотность тока

• Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц

Введение

Определения

Электрический ток

Объемная плотность тока

Линейная плотность тока

Плотность поверхностного тока

Скаляр в сравнении с вектором

Плотность тока в различных приложениях

Измерение плотности тока

Диаметр электрода и плотность тока

Зона покрытия с высокой плотностью тока

Как плотность тока связана с законом об амперах

Результаты листинга Как плотность тока связана с законом об амперах

Как магнитное поле связано с законом Ампера и создаваемое им магнитное поле.Этот закон утверждает, что

Добавить комментарий Отменить ответ

Плотность тока и сила тока: Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия

Сила и плотность тока. | Ťaháky-referáty.sk

Плотность тока — Справочник химика 21

Конвертер поверхностной плотности тока • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Введение

Определения

Электрический ток

Объемная плотность тока

Линейная плотность тока

Поверхностная плотность тока

Вектор или скаляр?

Плотность тока в электротехнике и электронике

Измерение плотности тока

5.1 Вектор плотности тока. Закон Ома

Рекомендуемые файлы

Электрический ток, сила и плотность тока

• Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц

Введение

Определения

Электрический ток

Объемная плотность тока

Линейная плотность тока

Плотность поверхностного тока

Скаляр в сравнении с вектором

Плотность тока в различных приложениях

Измерение плотности тока

Диаметр электрода и плотность тока

Зона покрытия с высокой плотностью тока

Как плотность тока связана с законом об амперах

Результаты листинга Как плотность тока связана с законом об амперах

Как магнитное поле связано с законом Ампера и создаваемое им магнитное поле.Этот закон утверждает, что

Закон Ампера — University Physics Volume 2

Решение проблем 5: Закон Ампера Бесплатный онлайн-курс

Электромагнетизм Плотность тока по закону ампер

Как закон Ампера связан с теорией относительности

AMPERE’S LAW Illinois Institute технологии

74 Расчет поля с использованием метода Ампера Закон ITTC

Как выполнить закон Ампера с НЕОДНОРОДНЫМ током…

Использование закона ампера с плотностью тока Физика Форумы

Закон Ампера: определение, уравнение и применение

Закон Ампера Определение, утверждение, примеры, уравнение

Doc V Физика: Закон Ампера с НЕЕнифицированной плотностью тока

Закон Ампера Определение, уравнения, производные

Юридическая практика Ампера — Гипертекст по физике

Циркулярный закон Ампера: что это такое? Electrical4U

12,5 Ampère’s Law University Physics Volume 2 OpenStax

Закон Ампера — гипертекст по физике

Определение формулы плотности тока, уравнения, примеры

Окружной закон Ампера и модификация Максвелла — QuantumStudy

Определение плотности тока, что такое ток, Типы

Электромагнетизм Почему нет закона индукции Фарадея

Как получить закон Ампера Quora

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Урок закона Ампера TeachEngineering

Определение плотности тока, формула, пример, единица измерения и часто задаваемые вопросы

Плотность тока Википедия

Калькулятор плотности тока Бесплатный онлайн-калькулятор

Таблица размеров проводников американского калибра

Формула закона Ампера Softschools.com

Низкая плотность тока обзор Темы ScienceDirect

Влияет ли плотность металла на протекающий ток

11 HCC Learning Web

Resistor Calculator Calculator.net: Бесплатные онлайн-калькуляторы

Пожалуйста, оставьте свои комментарии здесь:

Центр экологических ресурсов для наземных технологий

Возвращение к плотности тока | Продукция Отделочные

Вопрос:

Ответ:

Livingston & Co. Руководство пользователя Электроды, поверхностный контакт и плотность тока

Добавить комментарий Отменить ответ