14-03-1996 |
LABOLATORIUM Z MATERIAŁOZNASTWA |
GRUPA IV |
SŁAWOMIR SURUDO PRZEMYSŁAW WÓJCIK |
TEMAT : |
ZWIĄZKI ELEKTROUJEMNE . . |
1. PRZEBIEG ĆWICZENIA .
Naszym zadaniem było zbadanie wpływu związków elektroujemnych na wyładowania elektryczne w gazach . Do wykonania ćwiczenia użyliśmy układu składającego się z cewki Ruhmkrofta zasilanej napięciem z zasilacza (TYP 5351 ) , elektrody cewki umieszczone są w szklanej rurce której końce zamknięte są szczelnie korkami z gumy , a otwór boczny jest otwarty lub zamknięty w zależności od potrzeby .
Wewnątrz rurki cewka wytwarza warunki dla których może nastąpić przeskok łuku między elektrodą płaską a ostrzową . Do rurki wprowadzamy kolejne związki badając przy jakim zbliżeniu elektrod nastąpi pierwszy przeskok . Po każdym z kolejnych przeskoków rurkę wietrzymy , gdyż nie zrobienie tego mogło by doprowadzić do zniekształcenia wyników .
W ćwiczeniu wykorzystaliśmy gazy :
zwykłe powietrze atmosferyczne .
powietrze zamknięte w rurce zatkanej korkiem .
mieszanina powietrza i czterochloroetanu CHCl2
mieszanina powietrza i chloroformu CHCl3
mieszanina powietrza i czterochlorkuwęgla Ccl4
2. WYNIKI POMIARÓW .
SUBSTANCJA : |
1 |
2 |
3 |
ŚREDNIA |
Powietrze |
44 |
48 |
47 |
46,33 |
Powietrze + korek |
44 |
46 |
48 |
46 |
CHCl2 |
25 |
24 |
24 |
24,33 |
CHCl3 |
17 |
20 |
20 |
19 |
CCl4 |
15 |
15 |
16 |
15,3 |
3. WYRES ZALEŻNOŚCI ODLEGŁOŚCI W FUNKCJI ILOŚCI WĘGLA .
4. WNIOSKI I OBSERWACJE .
Wykres pokazuje nam że poprzez domieszkowanie powietrza różnymi związkami elektroujemnymi staje się ono coraz lepszym izolatorem . Wraz ze wzrostem udziału cząstek chloru na cząstkę węgla . Charakterystyczny dla powyższego wykresu jest klin jaki powstaje przy porównaniu charakterystyk w rurce napełnionej powietrzem otwartej oraz rurki z powietrzem zamkniętej korkiem . W przypadku gdy rurka jest zamknięta pierwsze wyładowanie występuje przy mniejszej odległości między elektrodami niż przy rurce otwartej . Wynika to ze zwiększenia ciśnienia wewnątrz rurki , oraz na ograniczeniu liczby cząstek , które mogą ulec procesowi jonizacji , niż w przypadku gdy rurka nie jest zamknięta korkiem i mogą się do niej dostawać inne cząstki .
5. ZAGADNIENIA TEORETYCZNE .
Elektroujemność jest to dążność atomu znajdującego się w cząsteczce związku chemicznego do przyciągania do siebie elektronów . Małe atomy na ogół silniej przyciągają elektrony niż atomy duże i dlatego są silniej elektroujemne . Atomy których ostatnie powłoki są prawie całkowicie zapełnione elektronami są bardziej elektroujemne niż te którym brakuje wielu elektronów do konfiguracji gazu szlachetnego .
W skutek działania pola elektrycznego , na elektrony i jony znajdujące się w tym polu działa siła , która powoduje ich przyspieszanie . Uzyskaną w ten sposób energię przekazują w wyniku zderzania cząstkom obojętnym , powodując ich rozbicie czyli jonizację gazu . W wyniku jonizacji gaz ze stanu izolatora przechodzi w stan przewodnictwa czego efektem jest przebicie między elektrodami i przeskok łuku . W gazach elektroujemnych zamiast rozbijania cząstek na jony dodatnie i elektrony , ich zewnętrzna powłoka elektronowa jest w stanie przyłączyć elektrony tworząc w ten sposób jony ujemne . Jednak atomy tylko niektórych pierwiastków mają powinowadztwo zdolne do związania elektronów , a mianowicie te którym brak jednego lub dwóch elektronów w zewnętrznej powłoce elektronowej . Gazy składające się z atomów lub cząstek tych pierwiastków to gazy elektroujemne . Zanik wolnych elektronów i tworzenie się na ich miejsce jonów ujemnych powoduje znaczne zwiększenie wytrzymałości elektrycznej gazu utworzenie jonów ujemnych jest w tym gazie czynnikiem dejonizującym .
5.1 ZASTOSOWANIE .
SF6 SZEŚCIO FLUOREK SIARKI - ELGAZ .
Jest nietoksyczny , niepalny , trwały do temperatury 500°C , nie wywołuje korozji , cechuje go duża gęstość , przy ciśnieniu 0,1 Mpa jego wytrzymałość jest 2,5 raza większa niż powietrza i zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia . Użyty czynnik izolacyjny umożliwia minaturyzację urządzeń elektrycznych a nawet całych rozdzielnic . Jest on jednak wrażliwy na stan powierzchni elektrod i obecność zanieczyszczeń w układzie izolacyjnym . Ze względu na dobre właściwości gaszenia łuku elektrycznego elgaz jest używany również w komorach gaszeniowych wyłączników .
Elgaz jest stosowany do izolowania transformatorów pracujących w pomieszczeniach o niewielkich wachaniach temperatury , do napełniania kabli , zwłaszcza technicznych i falowych . W mieszaninie z helem może zastępować wodór jako czynnik chłodzący w maszynach wirujących . Zaś dzięki własnością gaszenia łuku także jako czynnik gaszący w wyłącznikach gazowo - podmuchowych .
FREON 12
Jest gazem nietoksycznym , stabilnym chemicznie do temperatury 70 °C . Może być stosowany tylko w warunkach wnętrzowych pod ciśnieniem 0,6 Mpa . Sam nie działa korodująco jednak produkty rozkładu wyładowań łukowych mają działanie korodujące . W ciągu ostatnich lat jest wycofywany z użycia ze względu na niszczenie strefy ozonowej . Freon stosuje się w transformatorach rentgenowskich lub użądzeniach bardzo wysokich napięć stosowanych w technice jądrowej . Domieszkowanie azotem zwiększa jego wytrzymałość dielektryczną .