PL167056B1 - Urządzenie do pokazu ruchu elektrolitu w polu magnetycznym - Google Patents

Abstract

Urządzenie do pokazu ruchu elektrolitu w polu magnetycznym, zawierające umieszczone w zwojnicy naczynie szklane wypełnione elektrolitem z umieszczonymi w nim dwoma elektrodami o różnych potencjałach wykonanymi w postaci pręta i zwiniętej cylindrycznie blachy, znamienne tym, że ma cylindryczny metalowy korpus (1) z góry i z dołu skręcony z metalowymi pokrywami (2, 3) i z umieszczoną w nim zwojnicą (6) połączoną przestawnie ze środkową elektrodą (8) i boczną elektrodą (9), przy czym elektrody te wraz z naczyniem (7) wypełnionym elektrolitem są wsunięte w zwojnicę (6) przez środkowy otwór (4) górnej pokrywy (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pokazu ruchu elektrolitu w polu magnetycznym, mające zastosowanie do celów dydaktycznych w pracowniach fizycznych).

Znane do tego celu rozwiązanie jest opisane przez Tadeusza Dryńskiego w książce p.t. Doświadczenia pokazowe z fizyki, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1964 r. i polega na tym, że cylinder szklany z dwoma elektrodami wykonanymi z różnych materiałów i zanurzonymi w elektrolicie, jest umieszczony wewnątrz zwojnicy. Jedną elektrodą jest blacha zawinięta cylindrycznie a dodatkową elektrodą jest pręt grafitowy lub metalowy. Elektrody i zwojnica są podłączone do odrębnych źródeł zasilania elektrycznego.

Inne do tego celu rozwiązanie, opisane przez Gustawa Geburę i Romualda Subietę w książce p.t. Metodyka eksperymentu fizycznego, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1978 r., polega na tym, że na naczyniu szklanym jest uformowany nawój z drutu i w naczyniu tym napełnionym elektrolitem jest umieszczona elektroda prętowa i z blachy zwiniętej cylindrycznie. Nawój i elektrody są podłączone do odrębnych źródeł zasilania elektrycznego.

Działanie obu znanych rozwiązań polega na tym, że wskutek osobnego podłączenia do źródeł zasilania nawoju lub zwojnicy oraz elektrod, pod wpływem przepływu prądu elektrycznego następuje ruch wirowy elektrolitu w wytworzonym przez te elementy polu magnetycznym. Ruch elektrolitu obserwuje się przykładowo ustawiając urządzenie na grafoskopie i rzutując obraz powiększony na ekran, na którym widać poruszającą się powierzchnię elektrolitu.

Znane rozwiązania charakteryzują się tym, że wytwarzają pole magnetyczne tylko przy udziale zewnętrznego zasilania elektrycznego.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że urządzenie ma cylindryczny korpus metalowy z góry i z dołu skręcony pokrywami metalowymi i umieszczoną w nim zwojnicę połączoną przestawnie z elektrodą środkową i elektrodą boczną. Elektrody te wraz z naczyniem szklanym napełnionym elektrolitem są wsunięte w zwojnicę przez otwór środkowy pokrywy górnej.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że urządzenie nie wymaga zewnętrznego zasilania elektrycznego i dzięki umieszczeniu zwojnicy w korpusie metalowym i połączeniu jej bezpośrednio z elektrodami, uzyskuje się zwiększenie wartości indukcji magnetycznej układu samozasilającego się energią elektryczną wyzwalającą się przez odpowiednio dobrane elektrody zanurzone w silnym elektrolicie. Także dzięki możliwości zmiany położenia łączy elektrod ze zwojnicą, uzyskuje się w pokazie fizycznym dwa różne kierunki, lewy lub prawy, ruchu wirowego elektrolitu w powstałym polu magnetycznym, co obserwuje się w znany sposób za pomocą grafoskopu.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia korpus z pokrywami w przekroju pionowym i ze zwojnicą w widoku z przodu, fig. 2 korpus i łącza elektrod w widoku z góry dla lewego kierunku ruchu wirowego elektrolitu, fig. 3 - korpus i łącza elektrod w widoku z góry dla prawego ruchu wirowego elektrolitu, a fig. 4 - wykres zależności prędkości ruchu wirowego elektrolitu od jego stężenia.

167 056

Urządzenie według wynalazku ma cylindryczny metalowy korpus 1 z góry i z dołu skręcony z metalowymi pokrywami 2,3 zaopatrzonymi w środkowe otwory 4,5, przy czym górna pokrywa 2 ma także boczne otwory mieszczące łączniki A,B zwojnicy 6, wyjmowalnie umieszczonej wewnątrz tego cylindra. Wewnątrz zwojnicy 6 jest umieszczone wyjmowalnie szklane naczynie 7 napełnione mocnym elektrolitem, korzystnie roztworem wodnym kwasu siarkowego. W naczyniu tym mieszczą się, o łączach przestawnych, dwie elektrody 8,9. Prętowa elektroda 8 środkowa jjst korzystnie węglowa, a boczna elektroda 9 jest ze zwiniętej cylindrycznie blachy, korzystnie cynkowej.

Działanie urządzenia według wynalazku polega na tym, ze wskutek połączenia ze zwojnicą 6 elektrod 8,9 o różnym potencjale zanurzonych w elektrolicie, wyzwala się w układzie połączeń energia elektryczna wywołująca pole magnetyczne i następnie ruch wirowy elektrolitu , prawy lub lewy, w zależności od ustawienia łączy tych elektrod ze zwojnicą. Szybkość powstałego ruchu wirowego elektrolitu jest uzależniona przede wszystkim od stężenia procentowego elektrolitu C /%/, najkorzystniej wodnego roztworu kwasu siarkowego. Maksymalną prędkość tego ruchu V/mm/s/ osiąga się przy zestawie X= katoda cynkowa 9 i anoda węglowa 8. Mniejszą prędkość uzyskuje się przy zestawie na przykład Y= katoda cynkowa i anoda miedziowa.

Prędkość ruchu elektrolitu zdecydowanie maleje na przykład przy zestawie Z= katoda cynkowa, anoda węglowa i jako elektrolit wodny roztwór chlorku sodu.

Claims (1)

1. Urządzenie do pokazu elektrolitu w polu magnetycznym, zawierające umieszczone w zwojnicy naczynie szklane wypełnione elektrolitem z umieszczonymi w nim dwoma elektrodami o różnych potencjałach wykonanymi w postaci prąta'-i zwiniętej cylindrycznie blachy, znamienne tym, że ma cylindryczny metalowy korpus /1/ z góry i z dołu skręcony z metalowymi pokrywami /2,3/ i z umieszczoną w nim zwojnicą /6/ połączoną przestawnie ze środkową elektrodą /8/ i boczną elektrodą /9/, przy czym elektrody te wraz z naczyniem /7/ wypełnionym elektrolitem są wsunięte w zwojnicę /6/ przez środkowy otwór /4/ górnej pokrywy 121.