氣液界面上由於不溶膜的存在而引起水面電勢的變化。若水面上的電勢為V0，水面上有不溶膜後的電勢為V，表面電勢ΔV=(V0－V)，其值可高達幾百毫伏的數量級。對於界面上形成的可溶性膜同樣存在界面電勢。表面電勢由測定液體表面和金屬探針表面之間的接觸電勢而得。具體有針電極法和振盪電極法。由表面電勢的測定可得到不溶膜是否均勻以及膜上的分子如何排列的有關信息。
基本介紹
- 中文名：表面電勢
- 領域：物理電學
- 公式：ΔV=(V0－V)
- 數量級：高達幾百毫伏
定義,近似解析式,相關內容,判斷,
定義
氣液界面上由於不溶膜的存在而引起水面電勢的變化。若水面上的電勢為V0，水面上有不溶膜後的電勢為V，表面電勢ΔV=(V0－V)，其值可高達幾百毫伏的數量級。對於界面上形成的可溶性膜同樣存在界面電勢。表面電勢由測定液體表面和金屬探針表面之間的接觸電勢而得。具體有針電極法和振盪電極法。由表面電勢的測定可得到不溶膜是否均勻以及膜上的分子如何排列的有關信息。
近似解析式
套用Debye－Hückel線性化近似求解非線性Poison－Boltzmann方程（PBE），獲得一個混合、非對稱電解質溶液中球狀膠粒表面電荷密度（σ）/表面電勢（Ψ0）的近似解析式，近似解析式適合於大κα的情形，但對於小κα的情形，數值試驗表明：只要滿足κα≥0．03，即使表面電勢高達334mV（25℃），近似解析式最大相對誤差也低於5%
相關內容
首先給出一個勻強電場，其電場強度為E0.
然後我們放入一個不帶電的導體。
那么由於導體兩端的電勢不相同，就會造成其內部電荷的移動，正電荷移向低電勢，負電荷移向高電勢。
原本的靜電平衡被打破，達到新的平衡後，導體兩端的電荷，就會形成一個附加電場E’。
平衡後，這個E’=E0，方向則相反。
假若不相等，那就相當於還存在外加電場，電荷還會運動，沒有達到平衡，與前提矛盾。
這個時候，整個導體內部電場，就是由外加電場E0和附加電場E’疊加而成的，其和為0.
表面的電勢相等，但並不是為0.
值得注意的是，由於靜電感應，而使導體帶電，那么它的電場，同勻強電場疊加之後，整個空間的電場就不再是勻強的了，需要重新計算。
如圖所示，手畫的那幾條線代表的就是等勢面，垂直於電場線。
導體以外靠近其表面的地方的場強處處與表面垂直。
然後我們放入一個不帶電的導體。
那么由於導體兩端的電勢不相同，就會造成其內部電荷的移動，正電荷移向低電勢，負電荷移向高電勢。
原本的靜電平衡被打破，達到新的平衡後，導體兩端的電荷，就會形成一個附加電場E’。
平衡後，這個E’=E0，方向則相反。
假若不相等，那就相當於還存在外加電場，電荷還會運動，沒有達到平衡，與前提矛盾。
這個時候，整個導體內部電場，就是由外加電場E0和附加電場E’疊加而成的，其和為0.
表面的電勢相等，但並不是為0.
值得注意的是，由於靜電感應，而使導體帶電，那么它的電場，同勻強電場疊加之後，整個空間的電場就不再是勻強的了，需要重新計算。
如圖所示，手畫的那幾條線代表的就是等勢面，垂直於電場線。
導體以外靠近其表面的地方的場強處處與表面垂直。
判斷
1.引言
現代飛機的控制系統中,源於傳統和可靠性,仍大量地使用油液壓控制器。這樣,就需要各種各樣的電磁閥,電磁閥的核心是電磁鐵。電磁鐵的設計、研究工作中,需要對其動態參數進行測量。這種測量的難點之一在於位移的測量,從位移和時間的關係可以得到速度和加速度等參數。位移測量的關鍵在於位移感測器的研製工作。
位移感測器種類繁多,有電位器式、電感式和光電式。但是,電位器式中電刷和元件之間有摩擦,會影響壽命和靈敏度。電感式工作穩定,但動態頻率回響低。光電式頻響好,但是價格高,受環境影響大,油污、灰塵會使光柵阻塞。而且光柵也不能直接測位移,它的輸出是一系列脈衝信號,由這些信號直接測得的是運動部件經過兩個相鄰光柵時的平均速度,位移時間特性是在此基礎上推算得到的。因此,難以得到電磁鐵動態過程中的最大速度、加速度等參數。
為了提高電磁鐵的測試水平,在現有的基礎上,研製一種專用的新型位移感測器是十分必要的。本文試製了一種可用於電磁鐵位移時間特性測試的新型位移感測器。
2 分布磁場位移感測器的原理
給霍耳片加一個恆定的控制電流,讓它在一個平行的梯度磁場中移動時,其輸出電壓將是隨位移線性變化的。把霍耳片和運動部件相連,霍耳電壓可以準確地反應位移的變化,採用圖1所示的結構可以實現位移的測量。霍耳效應的頻率回響比較高,完全可以滿足電磁鐵動態特性的測試要求。
磁場梯度越大,感測器靈敏度越高;磁場梯度越均勻,感測器的線性度越好。具體實現中,可以採用線圈形成梯度磁場。當線圈採用細導線繞制時,磁場梯度是很均勻的。
位移感測器種類繁多,有電位器式、電感式和光電式。但是,電位器式中電刷和元件之間有摩擦,會影響壽命和靈敏度。電感式工作穩定,但動態頻率回響低。光電式頻響好,但是價格高,受環境影響大,油污、灰塵會使光柵阻塞。而且光柵也不能直接測位移,它的輸出是一系列脈衝信號,由這些信號直接測得的是運動部件經過兩個相鄰光柵時的平均速度,位移時間特性是在此基礎上推算得到的。因此,難以得到電磁鐵動態過程中的最大速度、加速度等參數。
為了提高電磁鐵的測試水平,在現有的基礎上,研製一種專用的新型位移感測器是十分必要的。本文試製了一種可用於電磁鐵位移時間特性測試的新型位移感測器。
2 分布磁場位移感測器的原理
給霍耳片加一個恆定的控制電流,讓它在一個平行的梯度磁場中移動時,其輸出電壓將是隨位移線性變化的。把霍耳片和運動部件相連,霍耳電壓可以準確地反應位移的變化,採用圖1所示的結構可以實現位移的測量。霍耳效應的頻率回響比較高,完全可以滿足電磁鐵動態特性的測試要求。
磁場梯度越大,感測器靈敏度越高;磁場梯度越均勻,感測器的線性度越好。具體實現中,可以採用線圈形成梯度磁場。當線圈採用細導線繞制時,磁場梯度是很均勻的。
當線圈均勻、材料的導磁率較高,並且線圈間的距離較小時,dB/dx近似為常數,即線圈間磁場近似為線性梯度磁場。
要提高梯度磁場的線性,可以從下面幾個方面來考慮:導磁體選用磁導率高的材料,以使導磁體的磁場強度Hx儘可能小,從而使感測器的靈敏度提高;儘量使兩導磁體相互平行,並使其間距儘可能小,從而保證兩導磁體間的比磁導g等於常數;線圈儘量採用較細的導線,纏繞儘量細密均勻,並且儘可能保持兩線圈及導磁體形狀完全一致,從而保證單位長度線圈磁動勢f等於常數。
3 霍耳元件的補償電路
霍耳元件用半導體材料製成,環境溫度對它有一定的影響。為減少這種影響,提高測量精度,應採用恆流源供電。
控制電流為額定值、作用磁場為零時,由於半導體材料的不均勻、霍耳電極安裝的位置不正確或者控制電極接觸不良,會造成控制電流分布不均勻,導致霍耳元件的輸出端出現一個電動勢,此電動勢就是不等位電動勢。它會給測試帶來不便。在使用中,可以採用圖3所示的電路,來補償不等位電動勢。在控制電流為額定值、作用磁場為零時,調節電位器RP,可以使元件輸出為零。
要提高梯度磁場的線性,可以從下面幾個方面來考慮:導磁體選用磁導率高的材料,以使導磁體的磁場強度Hx儘可能小,從而使感測器的靈敏度提高;儘量使兩導磁體相互平行,並使其間距儘可能小,從而保證兩導磁體間的比磁導g等於常數;線圈儘量採用較細的導線,纏繞儘量細密均勻,並且儘可能保持兩線圈及導磁體形狀完全一致,從而保證單位長度線圈磁動勢f等於常數。
3 霍耳元件的補償電路
霍耳元件用半導體材料製成,環境溫度對它有一定的影響。為減少這種影響,提高測量精度,應採用恆流源供電。
控制電流為額定值、作用磁場為零時,由於半導體材料的不均勻、霍耳電極安裝的位置不正確或者控制電極接觸不良,會造成控制電流分布不均勻,導致霍耳元件的輸出端出現一個電動勢,此電動勢就是不等位電動勢。它會給測試帶來不便。在使用中,可以採用圖3所示的電路,來補償不等位電動勢。在控制電流為額定值、作用磁場為零時,調節電位器RP,可以使元件輸出為零。
