Ruforum.eu Вход · Регистрация · Правила · Поиск · Помощь
Календарь · Участники · Игры
Вы не авторизованы на форуме. Введите логин и пароль или зарегистрируйтесь    

 
Ответить · Новая тема · Новое голосование

Каскадный · [ Стандартный ] · Линейный

Электреты - вечные батарейки?

Подписка на тему | Сообщить другу | Версия для печати
Dmitriy Ivanov
Начинающий


Сообщений: 4
Статус: вне форума

Я тут про конденсаторы почитал, и помимо этого узнал что есть такая штука, как электрет, это диэлектрик который имеет постоянное статическое поле, т.е. что-то вроде магнита. Например в электретных микрофонах используется тонкая пленка электрета с двумя обкладками, на которых, в результате, присутствует постоянное напряжение. Я вот никак понять не могу, можно ли их использовать как вечные батарейки, пусть и маломощные?
14.05.2005 · 21:49
SlavikP
Втянувшийся
Group Icon

Сообщений: 229
Статус: вне форума

нет. Электростатика подчиняется законам Кулона, а они не обеспечивают более-менее
большую работу. Короче R.T.F.M. учебник физики.



Absit invidia verbo...
15.05.2005 · 04:49
Dmitriy Ivanov
Начинающий


Сообщений: 4
Статус: вне форума

Да я уж делал этот RTFM, правда в пятом томе физической энциклопедии... Кроме общих слов что вот есть такая штука - ничего не нашел. Какой реально заряд они несут? Почему нельзя использовать батарею электретов? Поскольку они могут быть тонкие, наверное можно собрать весьма компактную батарею...
15.05.2005 · 10:50
SlavikP
Втянувшийся
Group Icon

Сообщений: 229
Статус: вне форума

ЭЛЕКТРЕТЫ,диэлектрики, способные накапливать и длительно сохранять электрический заряд или поляризацию после снятия внешнего воздействия.
Они могут создавать в окружающем пространстве электростатическое поле. Существует электрическое поле и внутри заряженного или поляризованного электрета. Отметим, что наличие в диэлектрике поля или поляризации в отсутствие внешнего электрического поля еще не является признаком электретного состояния. Действительно, они могут существовать в сегнетоэлектриках - веществах, обладающих спонтанной(самопроизвольной) поляризацией.
Первый электрет получен японским физиком Ёгучи в 1922. Применяются как источники электрического поля (микрофоны, телефоны, вибродатчики и др.), а также как чувствительные датчики.
(словарь физических терминов)

Т.е. своими словами электреты - эл. конденсаторы со сверхмалыми потерями.

Цитата :
Получение электретов
Электреты с истинной, ориентационной дипольной поляризацией получают из полярных диэлектриков, в которых молекулы, группы атомов, звенья, сегменты и т.п. структурные и кинетические единицы имеют постоянный дипольный момент. В качестве таких диэлектриков могут служить смолы, отдельные полимерные материалы (ПММА - оргстекло, ПВДФ, ПК и др.). Последние применяются в современных условиях чаще всего. Наличие постоянного дипольного момента недостаточно для получения электрета. Важным условием является то, чтобы кинетическая единица, несущая дипольный момент, при «нормальных», комнатных температурах не могла совершать повороты на большие углы, а совершала бы небольшие колебания около положения равновесия. Только тогда поляризованное состояние диэлектрика может сохраняться длительное время.
Если в данном полимерном диэлектрике наибольший постоянный дипольный момент имеет сегмент, то ориентация таких диполей во внешнем электрическом поле будет возможна только при Т> Тс (Тс - температура стеклования аморфной фазы полимера). После охлаждения в поле до Т< Тс сегменты, а вместе с ними и дипольные моменты «застынут» в ориентированном состоянии, а образец в целом приобретет поляризацию - получится электрет. Если же дипольные моменты сегментов равны нулю, а отличны от нуля у боковых групп, электрет может быть получен, если диэлектрик выдержать в поле при температуре выше точки релаксационного перехода, при котором размораживается подвижность боковых групп, а затем охладить в поле до температур, лежащих ниже области перехода.
Электреты с истинной ориентационной дипольной поляризацией, полученные по данному способу, называют термозлектретами.
Электреты с объемно-зарядовой поляризацией (ОЗП)получают по следующей схеме. В диэлектрике путем внешнего воздействия (нагревания, освещения, рентгеновского облучения) вызывают появление пар носителей заряда (электрон-дырка, положительный ион-отрицательный ион). Прикладывают внешнее электрическое поле, которое разводит носители в противоположные стороны. Эти носители накапливаются у границ диэлектрика, на фазовых границах и неоднородностях Часть из них захватывается ловушками - электрически активными дефектами материала, способными захватывать и удерживать носитель заряда.
Ловушками электронов и дырок могут служить дефекты кристаллической решетки - примесные атомы, вакансии и др., отдельные группы атомов, имеющие положительное сродство к электрону или дырке (последнее означает, что присоединение электрона либо дырки к данному атому или группе атомов энергетически выгодно). Для носителей заряда ионной природы ловушками могут служить «полости» между макромолекулами в аморфных полимерах и аморфных прослойках частично-кристаллических полимеров, дефекты кристаллитов и др. неоднородности, препятствующие движению иона. Природа ловушек в ряде материалов не выяснена до конца, однако нас интересует сам факт их наличия в диэлектрике
Для кристаллических веществ применима зонная теория. С точки зрения этой теории ловушке соответствует энергетический уровень, лежащий в запрещенной зоне диэлектрика, причем достаточно удаленный от «дна» зоны проводимости или «потолка» валентной (рис 4) Если энергетический «зазор» составляет менее 1 эВ. ловушка считается мелкой, а при значениях, больших 1 эВ - глубокой. Энергетическая «глубина» ловушки часто называется энергией активации ловушки (Еa) Это минимальная энергия, которую необходимо сообщить носителю заряда, находящемуся в ловушке, для его освобождения - перехода в зону проводимости. Деление ловушек на мелкие и глубокие достаточно условно. Глубокие ловушки при комнатной температуре могут удерживать носитель, попавший на такой уровень, несколько месяцев и даже лет. При повышении температуры вероятность выхода носителя из ловушки (wt) резко возрастает:
                  Ea
wt = exp - ------                (1)
                  kT

где k - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура, Еа - энергия ак-тивации ловушки.
Носители, попавшие на ловушки, останутся там и после выключения электрического поля и внешнего воздействия, приводившего к генерации пар носителей заряда. Получится электрет, у противоположных поверхностей которого будет пространственный электрический заряд разного знака. В образце будет существовать внутреннее электрическое поле, которое стремится соединить, вновь «смешать» разделенные внешним полем заряды. Но этому препятствуют ловушки, удерживающие носители.

.........

Согласно закону сохранения энергии работа такой системы будет
не более работы "идеального" конденсатора с равным зарядом.
                                                                            e0 * e * S        Q
Емкость такого конденсатора будет не более С= --------------- = -----
                                                                                    d            U
где e - диэлектр. проницаемость среды, S - площадь, d - расстояние между
обкладками, Q - заряд, U =|f1-f2| - разность потенциалов.
                                    CU^2
Энергия его будет e = ----------
                                        2
Взяв окуда-то емкость(более 5Ф брать бессмысленно), и напряжение можно прикинуть энергию. При 4Ф напряжением 100V Получим 40кДж энергии
Много это или мало?
Батарейка от фонарика дает 1,5V и ток 2А в течение 2ч (7200сек)
e=U*I*t = 1.5*2*7200=21,6кДж
Т.е. энергия сравнима с парой батареек.




Absit invidia verbo...
16.05.2005 · 04:11
jurenja
Втянувшийся
Group Icon

Сообщений: 234
Статус: вне форума

правильней назвать их "вечными" аккамуляторами: отсутствие эффекта памяти и старения...
17.05.2005 · 09:24
Guest
Гость




офигеть ! было очень познавательно ! smile.gif
22.06.2005 · 12:18
Быстрый ответ



Цитировать выделенный текст [b] Написать жирным[i] Написать с наклоном[u] Написать и подчеркнуть  Функция недоступна..[list] Список из нескольких пунктов с символьными маркерами [quote] Вставить цитату[img] Вставить картинкуФункция недоступна..   [url] Вставить ссылку[email] Вставить e-mail[code] Вставить текст как есть, без изменений и выравниванияРазделительная полоса [hr]  Файл помощи по кодам форума
Тему просматривают:
Ответить · Опции темы · Новая тема

 


Правила форума · FAQ по форуму · Поиск · Архив форума

Наши партнеры: Cooler.irk.ru · WebSound.ru