Effets magnétiques autour des conducteurs ioniques

Effets magnétiques autour des conducteurs ioniques

Expérience : Le courant électrique autour du conducteur ionique
Prenons un circuit comme sur la figure . 1 formé par une source de courant continu , au conducteur ionique , et un conducteur métallique avec la même section que le conducteur ionique. La longueur du côté du PM est d'environ 40 cm et les deux conducteurs métalliques et conducteur ionique présentent la même longueur et la même section de la très transversal . Le conducteur ionique est constitué par un tube de coupe au volume approprié de liquide (voir, par augmentation de vue de la section transversale de la fig. 1 ) . Pour la simplicité de l'interprétation, l'expérience est réalisée avec une solution de KCl ( deux ions ont tout à fait la même mobilité en solution) .
magnétique de courant ionique arround -conducteur
 
Figure 1 La mesure du courant électrique
Dans la mesure du courant électrique dans un circuit contenant une solution est plus petite en raison de la résistance opposée par une solution , une puissante source de courant continu est nécessaire. Avec une source viable de fournir au moins 12 V et 3 A, les effets magnétiques autour des parties de PM du circuit sont observées , en utilisant une aiguille magnétique commun . Dans le cas où le conducteur ionique est constitué par un tube en matière plastique circulaire , le courant doit être encore plus grande que le champ magnétique autour du conducteur ionique est protégé par le tube en matière plastique .
Dans notre expérience , les effets magnétiques sont observés , pour les deux parties de la section métallique et ionique du circuit ( l'aiguille aimantée est perturbé à partir de son alignement NS et tourne en conformité avec la direction du courant électrique délivré par la source DC ) .
Laissez-nous changeons la solution avec une solution d'acide sulfurique. Dans ce cas, à partir de l'électrochimie , nous saisQu'il mobilité des protons (cation ) est alors mobilité beaucoup plus élevé d'espèces sulfurique ) . Même dans ce cas , le champ magnétique autour d'un conducteur ionique a le même sens que le champ magnétique autour d'une partie métallique.
Possibilité même d'une autre , laissez-nous envisager une solution de KOH comme électrolyte. Dans ce cas, la mobilité des anions hydroxyle est 3 fois plus grande que la mobilité du cation potassium . Là encore, le champ magnétique autour d'une partie ionique de circuit maintient la même direction comme le champ magnétique autour de la partie métallique du circuit .
Les résultats obtenus semblent être en accord avec d'autres répétitions de cette expérience . Décrite comme une comparaison de l'expérience similaire dans un livre expérimental bien connu - Démonstration des produits chimiques , ( . Vol IV , Bassam Shakhashiri , Chapitre 11.1 - Mener champ magnétique à partir d'une solution) est présenté ci-dessous:
Placez transparent .... le compas magnétique sur le rétroprojecteur . Poser le fil de cuivre au cours de la boussole et l'aligner de sorte qu'il est fait parallèlement à l' aiguille d'une boussole . Couper un des fils de la batterie à une extrémité du fil . Touchez l'autre conduit à l'autre fil du fil. Lorsque le contact est établi , l'aiguille de la boussole tourne jusqu'à ce qu'il soit perpendiculaire au fil. Retirer les câbles de fil et l'aiguille revient aux positions antérieures. Désenclenchez le plomb de la batterie à partir de l' une des extrémités du fil métallique et de fixer à nouveau à l'autre extrémité du fil . Toucher le second conducteur à l'autre extrémité du fil . Cette fois, l' aiguille de compas tourne dans le sens opposé à devenir perpendiculaire au fil. Débranchez la batterie et l' aiguille de la boussole sera de retour à sa position initiale. Retirez le fil du projecteur.
Réglez le stand tenant le tube de 2M H2SO4 sur le rétroprojecteur . Aligner la section horizontale du tube car il ne est parallèle à l'aiguille immédiatement sur ​​la boussole. Le fond du tube doit toucher le haut de la boussole . Connecter un fil de l'alimentation 12V à l'une des électrodes dans le tube. Avec l'alimentation hors tension, connectez l'autre fil à l'autre électrode . Allumez l'alimentation. L' aiguille de la boussole sera immédiatement tourner jusqu'à ce qu'il soit perpendiculaire au tube. Coupez l'alimentation électrique. L' aiguille d'une boussole reviendra à sa position initiale. Inversez la connexion de l'alimentation . L' aiguille de compas tourne dans le sens opposé à devenir perpendiculairement sur ​​le tube . Coupez l' alimentation et l'aiguille revient à sa position d'origine .....

 discussion:

Cette démonstration montre un des effets physiques du passage d'un courant électrique , à savoir au champ électrique.
Le passage du courant électrique produit un champ magnétique , le temps le courant circule à travers un conducteur métallique dans les formes d' électrons vers ou à travers une solution d'électrolyte dans les formes d' ions .
Le champ magnétique est détectée à cette manifestation avec un compas magnétique . Lorsque l'aiguille est placé dans un champ magnétique, il aligne lui-même parallèle avec le terrain. En l'absence d'autres champs , le champ magnétique de la terre provoque l'aiguille afin de l'aligner soi dans la direction du nord au sud .
La connexion entre les phénomènes actuels et magnétiques électriques qui a observé en 1819 par Oersted . Il a vu le même effet montré dans cette démonstration n'a une aiguille aimantée a déménagé à Lorsque le courant électrique ont transité par un fil à proximité.
A taux de charges électriques mobiles ont généré un champ magnétique . Ce champ magnétique va interagir avec n'importe quel autre champ magnétique . Tout atome de confinement charges en mouvement , à savoir les électrons n'ont entoure le noyau .
Quand un compas est placé dans un champ magnétique , l'aiguille s'aligne avec le champ . Parce que la Terre possède un champ magnétique d'une semaine axée sur le long de son axe de rotation, une boussole Habituellement aligner à cet axe Sauf si la boussole est placée dans un champ de terre plus fort, puis a fait.
Dans cette démonstration de la boussole est placé dans un champ magnétique créé par un courant électrique circulant à la direction Nord-Sud . Quand un courant circule dans le fil de la boussole magnétique tourne sur l'alignement nord-sud . Cela n'a indiquer indiquant champ magnétique créé par un courant électrique est plus grand que le champ magnétique terrestre , et a un autre sens , plus précisément décrit , le champ est perpendiculaire à la direction du courant. La direction dans laquelle l'aiguille de la boussole tourne donc dépend de la direction de la circulation du courant .
L' aiguille de la boussole dévie Quand une tension est appliquée entre les électrodes dans une solution à proximité. Cela indique fait des charges électriques se déplacent dans la solution. Sulfate d'hydrogène positif et négatif: Ces frais sont ions en mouvement.
La conductivité électrique d'une solution électrolytique n'est pas aussi grande comme l'ont fait d'un métal. EN CONSÉQUENCE , la tension appliquée entre les électrodes doit être supérieure ne appliqués au fil , afin de produire un courant électrique similaire dans les deux conducteurs .
En dépit de la tension plus élevée , le courant dans la solution est susceptible d'être seulement un dixième de «ça» dans le fil. Le courant est plus faible dans la solution va produire un champ magnétique faible , de sorte que l' aiguille de la boussole ne peut tourner aussi loin ni aussi vite qu'il le fait à proximité du fil conducteur. Cela provoque le champ magnétique produit par le courant dans la solution ne soit plus diffuse près du fil . Contribuer à cette trop veulent une rotation moins dramatique de l'aiguille. Il est donc nécessaire de placer le tube de Conduite solution aussi proche de l'aiguille de la boussole comme possibleness .

Lorsque le courant circule à travers une solution , deux types de conductions se produisent. Dans la solution , le mouvement des ions conduit le courant électrique . Des anions de sulfate se déplacent dans un sens et des ions hydrogène se déplacent en sens inverse . Dans le fil relié à des électrons dans les électrodes et le courant est conduit par des électrons se déplaçant . A la surface d'électrodes, les changements actuels de électron ion adopté Adopté . Cette transformation est possibleness que si tous les électrons sont ajoutés ou supprimés à partir d'ions.

Recherche ajout et la suppression des ions résultat de la transformation chimique

Quelle belle présentation, mais ce une interprétation absurde .....
Par souci de simplicité , je vais commencer avec un résultat attendu Quand une solution de KCl est utilisé dans le conducteur ionique. En ce qui concerne la mobilité des espèces K (0.000670) est tout à fait le même que la mobilité des espèces de chlore (0.000678) , de leurs mouvements opposés auront comme résultat un effet magnétique nul (fig. 2) . Résultat , il est simple et directe que plus et 2 moins 2 donne un zéro. En conséquence, il devrait être un champ magnétique autour d'une partie métallique du circuit , mais pas un effet magnétique autour des parties ioniques du circuit .
 

Figure 2 Déplacement de charge à l'intérieur de conducteur métallique et ionique
Qu'est-ce qui se passe lorsque une solution d'acide sulfurique est utilisé dans le conducteur ionique ?
Dans ce cas, comme des espèces d'hydrogène loin positive déplace plus vite que les espèces sulfurique , le champ magnétique autour de portions ioniques du circuit doivent être opposée ( au moins pour une période de temps) pour le champ magnétique autour de parties métalliques du circuit . Effet observé aucune telle chose jamais ...
 

Figure 2 Déplacement de charge à l'intérieur de conducteur métallique et ionique
Les résultats expérimentaux écarter complètement l'interprétation réelle pour le déplacement de l'effet ionique de charges . Si, après un intervalle de temps, la vitesse des deux cations et anions devient égal , il ya un chevauchement avec la situation précédente ....
Qu'est-ce qui se passe lorsque solution KOH est utilisé comme conducteur ionique ?
Dans ce cas, la mobilité des espèces de potassium est plus petite que la mobilité des espèces hydroxyle et le champ magnétique autour du conducteur conserve la même orientation que celle autour de la partie métallique , sa taille ne doit être diminué ....
Seule cette partie de l'expérience a tendance à s'adapter à des résultats expérimentaux. Mais comme il sera présenté dans le livre, où les aspects quantitatifs sont détaillés , même cette affaire ne peut être expliquée en électromagnétisme réelle.
 
 Une nouvelle sous-sol de l'électromagnétisme dans son ensemble doit être dehors et encadrer ce travail a été commencé autour de 2005. Dans cet intervalle de temps , la science officielle a tout fait possibleness à entraver et à dépenser autant d'argent que possibleness sur stupidités ...