Что такое поляризационное напряжение

Тема: Напряжение поляризации капсюля конденсаторного типа

Опции темы

Выношу на обсуждение тему величины напряжения, подаваемого на капсюль микрофона конденсаторного типа. Так как тема мало освещена, прошу поделиться опытом, сколько, через какое сопротивление, и какой капсюль питаете. К примеру, у меня есть клоны Ноймана 67 и 87, подаю от 4 до 40 Вольт, работает при этих напряжениях, меняется чувствительность. Но какие пределы,
какое номинальное? Непонятно.

А нет вопроса для дискуссии.
Все уже давно отдискутировано.
Выходное напряжение пропорционально напряжению поляризующему, значит чеи больше, тем лучше. Ограничено напряжением пробоя зазора мембрана-неподвижный электрод. Зависит от капсюля. В старых микрофонах я встречал и 200 В.
Стандарт устаканился на 48В, не вижу смысла не соответствовать стандарту.
С резистором тоже все понятно. Совместно с емкостью капсюля он образует ФНЧ первого порядка с частотой среза F=1/(2piRC). Естественно, чем больше R тем ниже частота среза, тем на более низких частотах сможет работать микрофон. Ограничено утечками капсюля и климатом.
Ну и не надо забывать, что по переменному току поляризующий резистор включен параллельно с входным сопротивлением усилителя.
Для капсюля емкостью 20 pF достаточно резисторов поляризации и входного сопротивления 500 МОм, частота среза будет порядка 30Гц, что для большинства применений более чем достаточно.
При том, что высокоомных резисторов в свободной продаже я не наблюдаю, приходится набирать пакет из 50. 60 smd-резисторов номиналом 10МОм.

В Киеве есть в рознице smd 1206 на 1 ГОм. Также в случае необходимости можно этот резистор подключить по переменному току не к земле, а к истоку первого полевика, тогда эффективное сопротивление будет раз в 10 больше номинального.

Выношу на обсуждение тему величины напряжения, подаваемого на капсюль микрофона конденсаторного типа. Так как тема мало освещена, прошу поделиться опытом, сколько, через какое сопротивление, и какой капсюль питаете. К примеру, у меня есть клоны Ноймана 67 и 87, подаю от 4 до 40 Вольт, работает при этих напряжениях, меняется чувствительность. Но какие пределы,
какое номинальное? Непонятно.

Источник

Напряжение поляризации (рабочее напряжение)

Параметры, определяющие ток электрода

Количество кислорода, диффундирующего к платине, и сила тока зависят от следующих параметров:

1. Парциального давления кислорода

2. Материала мембраны и ее толщины

4. Напряжения поляризации

6. Скорости потока жидкости у поверхности электрода.

Напряжение поляризации Uп (рабочее напряжение) выбирается из условия, что кислород полностью восстанавливается, в то время как другие газы не оказывают влияния на величину тока. Рабочее напряжение следует стабилизировать в максимально возможной степени. Кроме стабилизации Uп важным является выполнение следующих условий:

— электрическое сопротивление пленки электролита не должно превышать определенной величины, чтобы избежать значительного скачка напряжения на нем

— площадь анода должна быть достаточно большой для того, чтобы избежать его поляризации током электрода.

Температурная зависимость тока электрода при постоянном парциальном давлении кислорода определяется исключительно температурной зависимостью проницаемости мембраны, а не параметров электрохимический реакции.

Зависимость показаний от скорости потока жидкости. Для большинства кислородных электродов сила тока в растворе без перемешивания всегда ниже силы тока в потоке жидкости. Потребление кислорода электродом приводит к обеднению приповерхностного слоя на наружной стороне мембраны (снижению концентрации кислорода). В зону обеднения кислород из раствора поступает за счет диффузии. Если ток электрода велик, то поступление кислорода не обеспечивается диффузией. Это приводит к снижению тока, по сравнению с тем, который должен был бы соответствовать условиям в растворе. В перемешиваемых же растворах кислород поступает к по­верхности не только за счет диффузии, но также и в результате доставки с потоком жидкости. В этом случае снимается обеднение/истощение приповерхностного слоя кислородом. Значительная зависимость силы тока от скорости перемешивания жидкости наблюдается в основном у электродов с большой площадью катода, тонкими и высокопроницаемыми мембранами, т.е. в тех случаях, когда ток электрода значителен.

В электродах фирмы Ingold, имеющих тонкую тефлоновую мембрану, определяющую величину тока, на поверхности расположена относительно толстая силиконовая мембрана. Этот материал характеризуется высокой проницаемостью для кислорода и действует поэтому как резервуар, накапливающий кислород. Двойная композиции мембраны «силикон-тефлон» является эффективным буфером, компенсирующим возмущения, вызванное нестабильностью гидродинамического потока.

Время ответа. Время ответа Tо кислородных электродов определяется толщиной и типом газопроницаемой мембраны:

где х – толщина мембраны, D – коэффициент диффузии.´Tо = const

Тонкие и высокопроницаемые мембраны позволяют получить электроды с малым временем ответа.

Таблица. Характеристики некоторых глюкозоанализаторов.Прим.:Во всех глюкозоанализаторах использован фермент глюкозоксидаза. * Дополнительно используется медиатор для переноса электронов.

б) Определение концентрации этилового спирта. В основу функционирования ферментных электродов первого поколения, например электрода для определения этилового спирта, была положена природная ферментативная реакция:

Аналогичный пример для детекции глюкозы уже был использован ранее для иллюстрации применения различных принципов преобразования сигнала при создании биосенсоров. В данном случае эта реакция приведена для демонстрации принципа использования электрода Кларка для регистрации концентрации этанола в сенсоре на основе алкогольоксидазы (АО, фермент класса оксидаз) и измерения потребления кислорода – Рис. ниже. В процессе окисления спирта происходит снижение уровня кислорода в зоне иммобилизованного фермента; степень снижения определяется концентрацией этанола и является основой для его количественной оценки.

Рис. Зависимость сигналов ферментного сенсора от времени для различных концентраций этанола (кюветный способ измерения, показаны сигналы для концентраций этанола 0.25, 0.5 и 1.0 мМ). При повышении концентрации спирта в пробе возрастает степень снижения уровня кислорода. При высокой концентрации (1 мМ) уровень кислорода в рецепторном элементе снижается практически до нуля.

в) Оценка действия целлюлозных ферментов. Для измерения активности целлюлаз, катализирующих разложение целлюлозы применяются амперометрические ИП с вращающимися платиновыми электродами, запаянными в стеклянную трубку (скорость вращения около 600 об/мин). При понижении вязкости растворов целлюлозных полимеров ток ИП увеличивается.

г) Амперометрия применяется также для измерения концентрации аминокислот.

Перекисный электрод.Возможно применение ион-селективного электрода для определения пероксида водорода. Такой метод чувствительнее в 100–1000 раз, чем применение кислородного электрода.

Можно выделить несколько причин применения перекисного электрода при конструировании биосенсоров. Перекись образуется в результате окисления органических соединений оксидазами, т.е. является продуктом реакции окисления. Первая причина состоит в том, что при прочих равных условиях измерение продукта реакции позволяет более корректно описать количественно процесс биохимического окисления с точки зрения выполнения дальнейшего анализа, чем регистрация потребления одного из реагентов процесса окисления (это положение является общей точкой зрения, вместе с тем, не бесспорной). В данном случае как контрпример подразумевается регистрация потребления кислорода, как одного из реагентов биохимической реакции. Вторая, существенная причина, состоит в том, что в различных образцах содержание кислорода может варьировать, что потенциально приводит к ошибкам измерения; с этой точки зрения более правильным является регистрация образующейся перекиси водорода. Далее, достаточно существенным аргументом в пользу применения перекисных электродов является то, что разработаны электроды, которые по конструкции в большинстве случаев значительно проще, чем кислородные. Так, суть перекисные электроды не требуют их заполнения электролитом, не требуют использования специальных мембран, т.е. для функционирования перекисного электрода наличие мембраны как таковой не требуется, если же на основе перекисного электрода формируют биосенсор, то на электроде размещают лишь мембрану, содержащую иммобилизованный биоматериал и ее назначением является фиксация биоматериала. Методическая сторона вопроса всегда является важной при создании сенсоров. В этой связи

Схематически вид перекисного электрода для регистрации реакции окисления глюкозы приведен на рис. ниже. Присутствующая в пробе глюкоза окисляется глюкозооксидазой. Продуктом реакции является глюконовая кислота и перекись водорода. Перекись детектируется электрохимически перекисным электродом. Количество образующейся перекиси пропорционально концентрации глюкозы, в связи с чем сигнал, генерируемый перекисным электродом, пропорционален концентрации глюкозы в образце.

Рис. Амперометрический биосенсор на основе перекисного электрода для регистрации глюкозы.

Рис. Схематическое представление электрода, изготовленного матричной печатью. 1 – измерительный электрод, формируется нанесением проводящего материала на диэлектрическую подложку и содержит иммобилизованный биоматериал (в качестве проводящего материала используется золото, платина, графит); 2 – электрод сравнения, Ag/AgCl электрод (площадь 1 мм2); 3 – вспомогательный электрод (Ag); 4 – контакты для подключения электрода в измерительную цепь.

Суммируя достоинства перекисного электрода, как преобразователя биосенсоров, отметим, что указанное связано с простотой метода встраивания фермента в электрод при его изготовлении, создании миниатюрных электродов, простотой конструкции и низкой стоимостью при изготовлении крупных партий.

Наряду с достоинствами способ регистрации биохимических реакций по детекции перекиси водорода имеет определенные недостатки. 1) В биологических препаратах присутствуют вещества, которые влияют на выход продукта реакции H₂О₂ (аскорбиновая кислота, мочевая кислота и т. п.). Для сведения к минимуму этого эффекта иногда мембранам электродов сообщают заряд, отталкивающий мешающие вещества. 2) Из-за отсутствия защитной мембраны электрода зачастую происходит загрязнение платины, из которой формируют измерительный перекисный электрод, что также снижает практическую ценность этого типа преобразователя.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Что такое поляризационное напряжение

В зависимости от того, выделяется в процессе поляризации в диэлектрике теплота или нет, она может быть двух видов: упругая и релаксационная.

Упругая поляризация протекает практически мгновенно под действием электрического поля и не сопровождается рассеянием (потерями) энергии в диэлектрике, т.е. теплота в нем не выделяется.

Релаксационная поляризация нарастает и убывает в течение некоторого промежутка времени и сопровождается рассеянием энергии в диэлектрике, т.е. его нагреванием.

Существует несколько основных механизмов поляризации: электронная, ионная, дипольная, миграционная и др.

Электронная поляризация – это упругое смещение и деформация электронных орбит относительно положительно заряженного ядра (рисунок 4.4). При этом образуются упругие диполи – пары связанных друг с другом электрических зарядов (смещенные электроны и положительные заряды ядер атомов). Она происходит во всех атомах любого вещества и, следовательно, во всех диэлектриках, независимо от наличия в них других видов поляризации, и не связана с потерями энергии до резонансных частот.

Рисунок 4.4 – Механизм электронной поляризации

Значение относительной диэлектрической проницаемости ε вещества с чисто электронной поляризацией численно равно квадрату показателя преломления света, т.е. равенство (4.15) выполняется строго. Поляризуемость частицы α в этом случае не зависит от температуры, а ε уменьшается с повышением температуры из-за теплового расширения диэлектрика и уменьшения числа частиц в единице объема.

При увеличении размера атома электронная поляризуемость увеличивается, т.к. при этом не только становится слабее связь электронов внешних оболочек с ядром атома и увеличивается смещение оболочки, но и возрастает заряд ядра.

Ионная поляризация – это смещение друг относительно друга разноименно заряженных ионов в твердых веществах с ионными связями, например, в ионных кристаллах типа NaCl (рисунок 4.5).

Рисунок 4.5 – Механизм ионной поляризации на примере элементарной ячейки кристалла NaCl

Дипольная, или дипольно-релаксационная поляризация характерна для полярных диэлектриков. Сущность этого вида поляризации заключается в повороте (ориентации) в направлении электрического поля молекул, имеющих постоянный электрический момент (рисунок 4.6). Более строго дипольную поляризацию можно объяснить не как непосредственный поворот полярных молекул под действием внешнего поля, а как внесение этим полем некоторой упорядоченности в положения полярных молекул, непрерывно совершающих хаотические тепловые движения. Таким образом, дипольная поляризация по своей природе связана с тепловыми движениями молекул, и на нее существенное влияние оказывает температура.

С увеличением температуры молекулярные силы, препятствующие ориентации диполей относительно поля, ослабевают, и поляризация усиливается. Однако в то же время возрастает энергия теплового движения молекул, что уменьшает ориентирующее влияние поля, и после некоторого максимума относительная диэлектрическая проницаемость снова начинает уменьшаться
(а следовательно, уменьшается и степень поляризации).

Рисунок 4.6 – Механизм дипольной поляризации

Дипольная поляризация в простейшем виде проявляется в газах, жидкостях и аморфных вязких веществах; в кристаллах (при температурах ниже точки плавления) диполи молекул обычно «заморожены», т.е. закреплены на своих местах и не могут ориентироваться. Однако дипольная поляризация все же наблюдается в некоторых кристаллических телах с неплотной упаковкой молекул, например, в водяном льду и других кристаллах с водородными связями, где переориентация диполя заключается в перескоке протона из одного положения в другое. В полимерах может иметь место поворот (или переброс) не целых молекул, а отдельных их частей (сегментов). Поскольку в этом случае происходит поворот имеющихся в молекуле полярных радикалов по отношению к самой молекуле, такая поляризация называется также дипольно-радикальной.

Процесс установления дипольной поляризации, после включения диэлектрика под напряжение (или процесс ее ликвидации после снятия напряжения), требует относительно большого по сравнению с практически безынерционными явлениями электронной и ионной поляризации времени. Поляризованность Р_Д дипольной поляризации за время t с момента снятия приложенного напряжения уменьшается по экспоненциальному закону:

(4.23)

где τ – время релаксации дипольной поляризации.

Время релаксации – это промежуток времени, в течение которого упорядоченность ориентированных полем диполей после снятия поля уменьшается вследствие наличия теплового движения в 2,7 (е) раза от первоначального значения, т.е. система из неравновесного состояния приближается к равновесному.

Миграционная поляризация является дополнительным механизмом поляризации и наблюдается в неоднородных диэлектриках с полупроводящими включениями. Этот вид поляризации заключается в перемещении (миграции) зарядов в этих включениях до их границ и накоплении объемных зарядов на границах раздела (рисунок 4.7). Процессы установления и снятия миграционной поляризации сравнительно медленны и могут продолжаться секунды, минуты и даже часы. Поэтому миграционная поляризация обычно наблюдается лишь на весьма низких частотах. Она связана со значительным рассеянием энергии в диэлектрике.

Рисунок 4.7 – Механизм миграционной поляризации

В зависимости от того, какой механизм поляризации превалирует в диэлектрике, они делятся на три группы:

© ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Редакционно-издательский центр
Отдел допечатной подготовки и программно-методического обеспечения
Уфа 2014

Источник

Поляризационно-оптический метод исследования напряжений

Поляризационно-оптический метод исследования напряжений

модель загружена, изображение покрывается системой полос и отображается на экране, и анализ может проверить распределение напряжений в модели. Пучки естественного света имеют световые колебания во всех направлениях, перпендикулярных к лучу, которые, как известно, связаны с хаотической ориентацией источника света колебаний в излучателе света. Линейные колебания упорядочены. Поляризованный свет называется плоским. При возникновении вибрации на одной стороне, которая будет называться плоскостью поляризации. Чтобы получить его, естественный луч проходит через поляризатор. Они могут служить, например, призмой

Николаса, склеенной из кристаллов исландского лонжерона. Поляризатор Людмила Фирмаль

пропускает вибрацию в строго определенной плоскости, а перпендикулярная к ней составляющая вибрации гасится. Для риса. 137 схематически указывает положение основной части поляризатора с плоскостью поляризации света. Одной из основных частей поляризатора является поляризатор и анализатор. Анализатор имеет ту же призму, что и поляризатор, но плоскость их поляризации в рабочем положении повернута, как показано на рисунке. 137,6 A-A и P-P, соответственно, перпендикулярны друг другу. В этом случае лучи света, проходящие через поляризатор, гасятся анализатором, если

модель отсутствует или не загружена. Экран становится темнее. история * Эта позиция поляризатора и анализатора называется настройкой темноты. Оснащен плоской моделью, рассчитанной на 150 вещей. Рассмотрим, что происходит в поляризаторе, когда такая модель освещается пучком монохроматического света. Напомним, что монохроматический свет — это свет с определенной длиной волны X, которая соответствует цвету света. G — = — источник света » — —— поляризатор __ Рис 137А Луч света поляризован в плоскости P-p (рис. 138), который в каждой точке разделен на два луча на входе модели,

(т.е. вы можете добавить их соответствующие колебания, анализатор соединяет их в одной плоскости AA, затем Возможны помехи Людмила Фирмаль

световых лучей, которые вызывают оптические эффекты, видимые на экране. Давайте рассмотрим этот вопрос более подробно с количественной точки зрения. Для простоты, световые волны существуют как механические поперечные колебания, которые происходят по гармоническим законам. Тогда уравнение колебаний, соответствующее пучку, падающему на модель, равно * с разницей, а для контроля напряжение at можно рассчитать с использованием той же эквивалентности, что и в 5.16, S1 ^ ^ o-f ^^ d s xt (5.17) J P2 Broadcast Будет ли интеграция проходить по орбите А1? И olj0 — это напряжение, когда начинается

интеграция. В некоторых случаях может быть удобнее выполнять численное интегрирование вдоль линии, проведенной параллельно осям координат, а не вдоль траектории основного напряжения. Спроецируйте силу, действующую на затененный элемент по оси x (рис. 145, а) 6 Заказ № 1037 161. д

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник

Поляризация света для «чайников»: определение, суть явления и сущность

В нашем блоге уже можно найти статьи про преломление, дисперсию и дифракцию света. Теперь пришло время поговорить о том, в чем заключается сущность поляризации света.

В самом общем смысле правильнее говорить о поляризации волн. Поляризация света, как явление, представляет собой частный случай поляризации волны. Ведь свет представляет собой электромагнитное излучение в диапазоне, воспринимаемом глазами человека.

Что такое поляризация света

Поляризация – это характеристика поперечных волн. Она описывает положение вектора колеблющейся величины в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Если этой темы не было на лекциях в университете, то вы, вероятно, спросите: что это за колеблющаяся величина и какому направлению она перпендикулярна?

Как выглядит распространение света, если посмотреть на этот вопрос с точки зрения физики? Как, где и что колеблется, и куда при этом летит?

Свет – это электромагнитная волна, которая характеризуется векторами напряженности электрического поля E и вектором напряженности магнитного поля Н. Кстати, интересные факты о природе света можно узнать из нашей статьи.

Согласно теории Максвелла, световые волны поперечны. Это значит, что векторы E и H взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости распространения волны.

Поляризация наблюдается только на поперечных волнах.

Для описания поляризации света достаточно знать положение только одного из векторов. Обычно для этого рассматривается вектор E.

Если направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены, свет называется поляризованным.

Возьмем свет на рисунке, который приведен выше. Он, безусловно, поляризован, так как вектор E колеблется в одной плоскости.

Если же вектор E колеблется в разных плоскостях с одинаковой вероятностью, то такой свет называется естественным.

Поляризация света по определению – это выделение из естественного света лучей с определенной ориентацией электрического вектора.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Откуда берется поляризованный свет?

Свет, который мы видим вокруг себя, чаще всего неполяризован. Свет от лампочек, солнечный свет – это свет, в котором вектор напряженности колеблется во всех возможных направлениях. Но если вам по роду деятельности приходится весь день смотреть в ЖК-монитор, знайте: вы видите поляризованный свет.

Чтобы наблюдать явление поляризации света, нужно пропустить естественный свет через анизотропную среду, которая называется поляризатором и «отсекает» ненужные направления колебаний, оставляя какое-то одно.

Анизотропная среда – среда, имеющая разные свойства в зависимости от направления внутри этой среды.

В качестве поляризаторов используются кристаллы. Один из природных кристаллов, часто и давно применяемых в опытах по изучению поляризации света — турмалин.

Связь между углом падения и степенью поляризации света выражается законом Брюстера.

Когда свет падает на границу раздела под углом, тангенс которого равняется относительному показателю преломления двух сред, отраженный луч является линейно поляризованным, а преломленный луч поляризован частично с преобладанием колебаний, лежащих в плоскости падения луча.

Практическое применение явления поляризации света

Поляризация света – не просто явление, которое интересно изучать. Оно широко применяется на практике.

Пример, с которым знакомы почти все – 3D-кинематограф. Еще один пример – поляризационные очки, в которых не видно бликов солнца на воде, а свет фар встречных машин не слепит водителя. Поляризационные фильтры применяются в фототехнике, а поляризация волн используется для передачи сигналов между антеннами космических аппаратов.

Чтобы не терять время и преодолеть трудности максимально быстро, обратитесь за советом и помощью к нашим авторам. Мы поможем выполнить реферат, лабораторную работу, решить контрольные задания на тему «поляризация света».

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник