Electromagnetísmo

Conductor iónico rápido

En ciencia de materiales, los conductores iónicos rápidos son sólidos en los que los iones son altamente móviles. Estos materiales son importantes en el ámbito de los estados sólidos iónicos, y también se les conocen como electrolitos sólidos y conductores superiónicos. Estos materiales son útiles en las pilas y varios sensores. Los conductores iónicos rápidos se utilizan principalmente en las células de combustible en óxido sólido. Mientras que los electrolitos sólidos permiten el movimiento de iones sin la necesidad de una membrana líquida o blanda que separa los electrodos. El fenómeno se basa en el salto de iones a través de una estructura rígida contraria.- .........................................:https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Conductor_i%C3%B3nico_r%C3%A1pido&printable=yes

Efectos magnéticos de conductores iónicos

Efectos magnéticos de conductores iónicos

Experimento: La corriente eléctrica alrededor de un conductor iónico
Consideremos un circuito como en la fig . 1 formado por una fuente de corriente continua , en conductor iónico , y un conductor metálico con la misma sección como conductor iónico . La longitud del lado de PM es de unos 40 cm y tanto conductor metálico y conductor iónico presentan la misma longitud y la misma sección de la bastante transversal . El conductor iónico se realiza mediante un tubo con sección en volumen apropiado de líquido (véase, por Aumento de vista de la sección transversal en la fig . 1 ) . Para la simplicidad de interpretación , el experimento se realiza con una solución de KCl ( ambos iones tienen exactamente la misma movilidad en solución ) .
magnética de corriente - cerca iónico conductores
 
Figura 1 Medición de la corriente eléctrica
En la medida de la corriente eléctrica en un circuito que contiene una solución es más pequeña debido a la resistencia opuesta por la solución , se necesita una poderosa fuente de CC . Con una fuente viable para entregar al menos 12 V y 3 A, los efectos magnéticos alrededor de porciones PM del circuito se observa - utilizando una aguja magnética común . En caso de que el conductor iónico se realiza por un tubo circular de plástico , la corriente debe ser aún mayor, porque el campo magnético alrededor de un conductor iónico está protegido por el tubo de plástico .
En nuestro experimento , los efectos magnéticos son observados - para ambas porciones de la sección metálica y iónica de circuito ( la aguja magnética es perturbada de su alineación NS y gira en conformidad con la dirección de la corriente eléctrica entregada por la fuente de corriente continua ) .
Cambiemos la solución con una solución de ácido sulfúrico. En este caso , a partir de la electroquímica , que knowthat movilidad de los protones (catión ) es entonces mucho más alta movilidad de las especies sulfúrico ) . Incluso en este caso , el campo magnético alrededor de un conductor iónico tiene la misma dirección como el campo magnético alrededor de la parte metálica .
Posibilidad incluso otro , vamos a considerar una solución de KOH como electrolito. En este caso, la movilidad de los aniones hidroxilo es 3 veces más grande que la movilidad de catión potasio . Una vez más , el campo magnético alrededor de la parte iónica de circuito mantiene la misma dirección como el campo magnético alrededor de la parte metálica del circuito .
Los resultados obtenidos parecen estar de acuerdo con otras repeticiones de este experimento . Descrito como comparación un experimento similar en un libro experimental bien conocido - Demostración Química, ( . Vol IV , Bassam Shakhashiri , Capítulo 11.1 - Realización del campo magnético en una solución ) se presenta a continuación:
Coloque transparente .... la brújula en el proyector . Coloque el alambre de cobre sobre la brújula y alinear lo hizo , es paralela a la aguja de la brújula . Clip uno de los cables de la batería a un extremo del alambre . Toque el otro llevó a la otra punta del cable. Cuando se hace el contacto , la aguja de una brújula girará hasta que es perpendicular al alambre . Quite el cable de alambre y la aguja volverá a las posiciones anteriores. Soltar el cable de batería desde un extremo del alambre y vuelva a conectar al otro extremo del cable . Toque el segundo plomo al extremo opuesto del alambre . Esta vez, la aguja de una brújula girará en la dirección opuesta para convertirse en perpendicular al alambre . Desconecte la batería y la aguja de la brújula volverá a su posición original. Retire el cable desde el proyector .
Ajuste el soporte que sostiene el tubo de 2M H2SO4 en el proyector . Alinear la sección horizontal del tubo , ya que no es paralela a la aguja inmediatamente sobre la brújula. La parte inferior del tubo debe tocar la parte superior de la brújula. Conectar un cable de la fuente de alimentación de 12V a uno de los electrodos en el tubo . Con la fuente de alimentación apagada , conecte el otro cable al otro electrodo . Encienda la fuente de alimentación. La aguja de la brújula se volverá inmediatamente hasta que es perpendicular al tubo . Apague la fuente de alimentación. La aguja de la brújula volverá a su posición original. Invertir la conexión de la fuente de alimentación . La aguja de la brújula girará en la dirección opuesta para convertirse en perpendicularmente sobre el tubo . Apague la fuente de alimentación y la aguja vuelve a su posición original .....

 Discusión:

Esta demostración muestra uno de los efectos físicos del paso de una corriente eléctrica , a saber , en el campo eléctrico .
El flujo de corriente eléctrica produce un campo magnético , el tiempo que la corriente fluye a través de un conductor metálico en las formas de electrones a través de la solución de electrolito o en las formas de iones .
El campo magnético se detecta en esta demostración con una brújula magnética . Cuando se coloca la aguja en un campo magnético , que se alinea en paralelo con el campo . En ausencia de los otros campos , el campo magnético de la Tierra hace que la aguja de ajustarlo a lo mismo en una dirección norte-sur .
La conexión entre los fenómenos actuales y magnéticos eléctricos que observé en 1819 por Oersted . Vio el mismo efecto se muestra en esta demostración no una aguja magnética se trasladó a Cuando la corriente eléctrica fluía a través de un cable cercano.
A las tasas de carga eléctrica en movimiento generan un campo magnético. Este campo magnético va a interactuar con cualquier otro campo magnético . Todos átomo de contención cargas en movimiento , a saber , los electrones tenían rodea el núcleo .
Cuando una brújula se coloca en un campo magnético , la aguja se alinea con el campo . Porque la Tierra tiene un campo magnético orientado semana largo de su eje de rotación, una brújula Normalmente alinear a este eje A menos que la brújula se coloca en un campo de tierra, más fuerte que lo hizo.
En esta demostración de la brújula se coloca en un campo magnético creado por la corriente eléctrica que fluye a la dirección Norte-Sur . Cuando una corriente fluye en el alambre del compás magnético gira fuera de la alineación norte-sur . Esto indicó que indica el campo magnético creado por la corriente eléctrica es mayor que el campo magnético de la tierra , y tiene otra dirección , se describe más precisamente , el campo es perpendicular a la dirección del flujo de corriente . La dirección en la que la aguja de la brújula se convierte por lo tanto depende de la dirección de flujo de corriente.
La aguja de la brújula desvía Cuando se aplica un voltaje entre los electrodos en una solución cercana . Esto indica qué cargas eléctricas se mueven en la solución . Estos cargos se mueven los iones : sulfato de hidrógeno positivo y negativo.
La conductividad eléctrica de una solución electrolítica no es tan grande como lo hizo de un metal . Tanto, el voltaje aplicado entre los electrodos debe ser mayor hizo aplica al cable , con el fin de producir una corriente eléctrica similar en los dos conductores .
A pesar de la tensión más alta , la corriente en la solución es probable que sea sólo una décima parte de "que" en el alambre . La corriente más débil en la solución producirá un campo magnético más débil , por lo que la aguja de la brújula no puede girar tan lejos o tan rápidamente como lo hace cerca del hilo conductor . Esto hace que el campo magnético producido por la corriente en la solución a ser más difusa hizo cerca del alambre . Contribuir a esto también quiere una rotación menos dramática de la aguja. Por eso es necesario para colocar el tubo de Dirección solución tan cerca de la aguja de la brújula como possibleness .

Cuando la corriente fluye a través de una solución , se producen dos tipos de conducciones . En la solución , el movimiento de los iones conduce la corriente eléctrica . Aniones de sulfato se mueven en una dirección y los iones de hidrógeno se mueven en dirección opuesta . En el cable conectado a los electrones en los electrodos y la corriente se lleva a cabo por electrones que se mueven . En la superficie de los electrodos , la corriente cambia de electrones a ion Realizadas transportado . Esta transformación es possibleness sólo si se agregan o se quitan de ion todos los electrones .
Buscar adición y eliminación de iones producen transformaciones químicas

¡Qué bonita presentación , pero lo que es una interpretación absurda .....

Para simplificar, voy a empezar con resultado esperado Cuando una solución KCl se utiliza en el conductor iónico. En la medida de la movilidad de las especies K (0.000670) es exactamente lo mismo como la movilidad de las especies de cloro (0.000678) , Sus movimientos opuestos tendrán como resultado un efecto magnético cero ( fig. 2 ) . Resultado es simple y directo como plus y 2 menos 2 da un cero . Como consecuencia, no debe ser un campo magnético alrededor de la parte metálica del circuito, pero no un efecto magnético alrededor de porciones iónicas del circuito.


La figura 2 Desplazamiento de carga en el interior conductor metálico e iónicos
¿Qué debe suceder cuando una solución de ácido sulfúrico se utiliza en conductor iónico ?
En este caso , como especies de hidrógeno ahora positivos se mueve más rápido que las especies sulfúrico , el campo magnético alrededor de porciones iónicos de circuito deben ser opuesta ( al menos durante un período de tiempo ) para el campo magnético alrededor de las partes metálicas del circuito . No hay tal cosa jamás observada de efectos ...


La figura 2 Desplazamiento de carga en el interior conductor metálico e iónicos
Los resultados experimentales descartan por completo la interpretación real para efectuar el movimiento de cargas iónicas . Si después de un intervalo de tiempo, la velocidad de ambos cationes y aniones es igual , hay una superposición con la situación anterior ....
¿Qué debe suceder Cuando la solución de KOH se utiliza como conductor iónico ?
En este caso, la movilidad de las especies de potasio es más pequeño que la movilidad de las especies hidroxilo y el campo magnético alrededor del conductor mantiene la misma orientación como la que alrededor de la parte metálica , sólo su tamaño tiene que ser disminuido ....
Sólo esta parte del experimento tiene la tendencia a ajustarse a los resultados experimentales . Pero a medida que se presentan en el libro , donde se detallan los aspectos cuantitativos , aunque este caso no se puede explicar en el electromagnetismo real.