एक अवरोधक के रूप में पानी की बोतल का उपयोग करना

Question

आज, बोतल से थोड़ा पानी पीते हुए , मैंने पानी के बारे में जानकारी पढ़नी शुरू की और पता चला कि 25 ° C पर चालकता ( ) 147.9 / mu S / cm है । तो मेरे ध्यान में आया कि शायद मैं पानी की बोतल के प्रतिरोध की गणना ऊपर से नीचे तक कर सकता हूं। कुछ मापने के बाद, मुझे पता चला कि बोतल को 18 सेमी ऊंचाई और 3 सेमी आधार त्रिज्या के साथ सिलेंडर के रूप में अनुमानित किया जा सकता है ।$500mL$$\sigma$$25°$$147.9\mu S/cm$$18cm$$3cm$

तो हम निम्नलिखित कर सकते हैं: $R_{eq} = \frac{\rho L}{A}$ , जहां $\rho = \frac{1}{\sigma}$ प्रतिरोधकता है, $L$ बोतल की ऊँचाई है और $A$ आधार है क्षेत्र। ऐसा करने से, मुझे $R_{eq} \simeq 4.3k\Omega$ ।

फिर, मैंने एक नई पूर्ण बोतल खरीदी, इसके तल पर एक छेद बनाया (बेशक रिसाव से बचने के लिए) और इस छेद से प्रतिरोध (एक डिजिटल मल्टीमीटर के साथ) को "मुंह" तक मापा, सबसे पहले इसे बनाया ताकि केवल की नोक पानी को छूता है। मापा प्रतिरोध वास्तव में उच्च था, जिसमें 180k \ Omega से लेकर 1M \ Omega$180k\Omega$ तक भी निर्भर करता है कि मैं पानी में कितनी गहराई तक जांच करता हूं।$1M\Omega$

मेरे द्वारा गणना की गई माप से भिन्न प्रतिरोध इतना अलग क्यों है? क्या मैं कुछ भूल रहा हूँ? क्या एक रोकनेवाला के रूप में पानी की बोतल का उपयोग करना संभव है?

# 1 संपादित करें: जिप्पी ने कहा कि मुझे बोतल के समान इलेक्ट्रोड का उपयोग करना चाहिए। मैं कुछ एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग करता था और यह वास्तव में काम करता था! इस समय को छोड़कर मैंने ~ 10k \ Omega मापा $10k\Omega$और नहीं $4.3k\Omega$ मैंने गणना की। एक चीज जिसे मैं एक प्रतिरोधक के रूप में पानी के साथ एक एलईडी रोशनी करते समय नोटिस करने में सक्षम था, प्रतिरोध समय के साथ धीरे-धीरे बढ़ रहा था। इस घटना को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा समझाया जा सकता है जो डीसी करंट पानी के माध्यम से यात्रा करता है (उनकी सतहों पर आयन संचय के कारण इलेक्ट्रोड धीरे-धीरे खराब हो जाते हैं)? यह एसी करंट के लिए नहीं होगा, है ना?

Comments

पानी की चालकता में पानी की आयनिक सामग्री के साथ एक भयानक बहुत कुछ होगा।

— 17

बेशक, लेकिन मैंने कल्पना की कि बोतल में बताई गई चालकता प्रतिरोध की गणना करने के लिए पर्याप्त होगी।

— 18-08 को थियागो

दिलचस्प बात यह है कि मैंने अपनी बिजली आपूर्ति का परीक्षण करने से पहले एक पानी की बोतल को एक अवरोधक के रूप में इस्तेमाल किया है। इसमें उत्कृष्ट विशिष्ट ऊष्मा होती है और यह गर्म होने से पहले बहुत सारी ऊर्जा ले सकती है। नीचे की ओर यह है कि जब तक आप वैकल्पिक चालू के साथ काम करने की योजना नहीं बनाते हैं, इलेक्ट्रोलिसिस आपकी पानी की बोतल को हाइड्रोजन बम में बदल देता है!

— फ़ज़ायहिर 2

@ fuzzyhair2 एक हाइड्रोजन बम ऑक्सीजन और हाइड्रोजन का मिश्रण नहीं है :-)

शुद्ध पीएच 7 पानी का प्रतिरोध काफी अधिक है, लेकिन वस्तुतः इसमें भंग कुछ भी इसके प्रतिरोध को नाटकीय रूप से कम कर देगा। दूसरी ओर, वस्तुतः सभी प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड सामग्री पानी के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं, और, डीसी सिस्टम के लिए, एक इन्सुलेट ऑक्साइड परत एक इलेक्ट्रोड पर विकसित होगी।

— हॉट लिक्स

Answer 1

आपके द्वारा उपयोग किया जाने वाला सूत्र एक निश्चित क्षेत्र के लिए मान्य है, लेकिन आपकी जांच का आकार आपके गणना में उपयोग किए गए क्षेत्र के पास कहीं नहीं है। यदि आप एक निकट सन्निकटन चाहते हैं, तो आपको आकार के समान इलेक्ट्रोड का उपयोग करना होगा क्योंकि आपने जिस क्षेत्र के लिए पानी के स्तंभ की गणना की है, उसके ऊपर एक फ्लैट, सबसे नीचे एक फ्लैट।

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तो मेरा अनुमान बेहतर होगा यदि मैं शीर्ष और निचले हिस्से में ऐसे इलेक्ट्रोड का उपयोग करूं? क्या उन्हें साधारण तारों के साथ इस्तेमाल करना ठीक रहेगा? क्या इलेक्ट्रोड काफी समाई उत्पन्न करेंगे?

— थियागो

जब आपके पास ढांकता हुआ होता है तो आपको कैपेसिटेंस मिलता है। पानी एक ढांकता हुआ नहीं है, क्योंकि यह आचरण करता है। समाई नहीं होगी क्योंकि एक प्लेट से चार्ज पानी से दूसरी प्लेट तक जा सकता है।

— मजीको

मैं इसे आजमाऊंगा और बाद में परिणाम जोड़ूंगा।

— थियागो

इलेक्ट्रोड की कोशिश की और यह वास्तव में बहुत बेहतर हो गया। पोस्ट पर अधिक जानकारी।

— थियागो

यकीन है, यह एक उच्च ढांकता हुआ हो सकता है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि यह दो प्लेटों के बीच एक चार्ज रखेगा जब यह प्लेटों के बीच चार्ज को बराबर करता है। यदि आप पानी को एक ढांकता हुआ के रूप में उपयोग करना चाहते हैं, तो आपको पानी से प्लेटों को इन्सुलेट करना होगा, जैसा कि आप तब करते हैं जब आप पानी की गहराई, या मिट्टी की नमी की जांच करने की कैपेसिटिव विधि का उपयोग करना चाहते हैं, आदि

— माजेंको

Answer 2

मैं @jippie से सहमत हूं।

उदाहरण के लिए, पुराने जमाने के कार्बन रॉड अवरोधक के इस क्रॉस-सेक्शन को लें:

आप तारों को कार्बन रॉड में नहीं चिपकाते हैं - इसके बजाय वे धातु की प्लेटों को कार्बन रॉड के समान व्यास से जोड़ते हैं।

अधिक आधुनिक कार्बन फिल्म अवरोधक के साथ ही:

यहां तार निकेल कैप से जुड़ते हैं जो कार्बन ट्यूब के साथ उसके परिधि के चारों ओर जुड़ते हैं, न कि केवल एक बिंदु पर।

Comments

कार्बन फिल्म एक सर्पिल पैटर्न में कट जाती है जो सिरेमिक के चारों ओर घूमती है। इसलिए यह ज्यादातर एक छोटे से क्षेत्र पर संपर्क बनाता है।

— जॉर्ज हेरोल्ड

हां, लेकिन यह अभी भी अंत में उस सभी क्षेत्र के साथ संपर्क बना देगा, न कि केवल एक छोटा बिंदु जहां तार जुड़ा हुआ है। महत्वपूर्ण बात यह है कि कनेक्शन प्रतिरोधक तत्व का संपूर्ण आकार है, जो कुछ भी हो, न कि केवल उस प्रतिरोधक तत्व पर एक बिंदु।

— मेज़ेंको

Answer 3

जैसा कि जिप्पी ने पहले ही बताया था, मुद्दों में से एक यह है कि आपके इलेक्ट्रोड आपकी गणनाओं की तुलना में बहुत छोटे थे। उन्हें लगता है कि सिलेंडर के पूरे ऊपरी और निचले क्षेत्र इलेक्ट्रोड होंगे।

हालांकि, "पानी" की प्रतिरोधकता व्यापक रूप से भिन्न होती है। बहुत शुद्ध और विआयनीकृत पानी में बहुत अधिक प्रतिरोधकता होती है। आपके द्वारा उपयोग की जाने वाली किसी भी वास्तविक पानी की प्रतिरोधकता सभी के बारे में है कि इसमें क्या अशुद्धियाँ हैं। छोटी मात्रा में भी प्रतिरोधकता के लिए एक बड़ा अंतर हो सकता है।

पानी से एक अवरोधक बनाने के लिए एक और मुद्दा यह है कि इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रोलिसिस होंगे। कोई अशुद्धियों और अक्रिय इलेक्ट्रोड (ग्रेफाइट की तरह) के साथ, आपको एक इलेक्ट्रोड पर हाइड्रोजन जारी किया जाएगा और दूसरे पर ऑक्सीजन। अशुद्धियों और रासायनिक रूप से सक्रिय इलेक्ट्रोड के साथ, बहुत सारी चीजें हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप खारे पानी को इलेक्ट्रोलाइज करते हैं, तो आप को क्लोरीन गैस मिलेगी। अधिकांश धातुओं को इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग किए जाने पर दूसरे के एक छोर पर खुरचना होगा।

पानी केवल प्रतिरोधों को बाहर करने के लिए एक अच्छा पदार्थ नहीं है।

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पुराने दिनों में तांबे की प्लेटों के साथ नमकीन पानी के बड़े बैरल जो उनमें डूबे हो सकते थे, का उपयोग कार्नवाल पर इलेक्ट्रिक मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए किया गया था। इसलिए वे वास्तव में एक प्रकार के अवरोधक के रूप में उपयोग किए गए थे।

— जिप्पी

मैंने कुछ साल पहले एक फैक्ट्री में ऐसा सेटअप देखा था, जिसका इस्तेमाल बड़े प्लास्टिक फिल्म एक्सट्रूडर के स्टार्टअप के दौरान किया जाता था।

— ब्रांट्स

प्रारंभिक चरण प्रकाश व्यवस्था के सेटअप ने कभी-कभी डिमर्स के लिए पानी का इस्तेमाल किया। जैसा कि ओलिन का कहना है कि पानी अपने आप में बहुत उपयोगी नहीं है- पानी में नमक या एसिड मिलाया जाता है जिससे चालकता बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए इसे देखें ।

— स्पायरो पेफेनी

अच्छा है कि आप इंगित करते हैं कि आयन पानी की चालकता पर परिवर्तन करते हैं। +1

— रॉबिन

Answer 4

मैं बहुत किस्मत के बिना DMM के साथ पानी की चालकता को मापने की कोशिश कर रहा हूं ... या प्रजनन योग्य परिणाम। (बड़े फ्लैट जांच का उपयोग करते हुए।) इसे पढ़कर, http://en.wikipedia.org/wiki/Conductivity_(electrolytic)

मुझे लगता है कि पानी / जांच के समाप्त होने पर डीसी इलेक्ट्रोलिसिस की समस्या हो सकती है। अब मुझे इसे किसी दिन एसी की कोशिश करनी होगी!

इसके अलावा संपादित करें: (शुक्रवार मज़ा।)
इसलिए मुझे पानी के प्रतिरोध को मापने के लिए प्रेरित किया गया था।
मैंने नीचे बफ़ेलो नल के पानी के ~ 1 "के साथ एक प्लास्टिक के टब में कुछ 1/2 इंच व्यास एसएस पदों को रखा। (एक चित्र और डेटा यहाँ है।)

एक समारोह जनरेटर से सिग्नल जहां जांच के माध्यम से एक ओपैंप टीआईए को भेजा जाता है। (आर = 1 के ओम) मैंने जांच के चारों ओर एक ~ ~ ओम ओम का प्रतिरोध किया (देखें TEK000)। फिर मैंने जांच को एक DMM (प्रतिरोध पैमाने) में अटका दिया। प्रतिरोध पहले (~ 3k ओम पर शुरू) में तेजी से बदल गया, फिर धीरे-धीरे ~ 50k ओम तक बढ़ गया, जिस बिंदु पर DMM ऑटो चला और ~ 300k ओम तक चला गया और फिर प्रतिरोध ~ 200k ओम तक गिर गया।

मैंने तब कुछ खेला, चरण प्रतिक्रिया देखी, वोल्टेज ड्राइव आयाम बदल दिया।
(फिर से डेटा ड्रॉपबॉक्स लिंक में है)

मैंने फिर एक चुटकी नमक छिड़का। प्रतिरोध जल्दी ~ 100 ओम (150 के करीब) गिरा दिया एक DMM के साथ मापने की कोशिश कर रहा प्रतिरोध 40 k ओम था!

पानी में नमक के साथ समय स्थिर बहुत तेज था।

पानी के प्रतिरोध को मापने के लिए आपको एक आवृत्ति के साथ एसी करने की आवश्यकता होती है जो पानी के समय की तुलना में तेज होती है। (इलेक्ट्रोलाइट सघनता के साथ पानी के समय में परिवर्तन होता है।)

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@ थियागो, मेरी खुशी। मैंने यह साल पहले DMM के साथ किया था और यह कभी पता नहीं लगा सका कि यह काम क्यों नहीं किया। आपके प्रश्न ने मुझे यह पता लगाने के लिए प्रेरित किया। (क्या यह एसी की कोशिश करो ... डीएमएम की तुलना में बहुत अलग संख्या है .. डीएमएम के साथ कुछ नमक जोड़ने की कोशिश करें।)

— जॉर्ज हेरॉल्ड

Answer 5

मैंने अपनी हाई स्कूल फिजिक्स परियोजना को शुद्ध पानी की डीसी चालकता (32 साल पहले) पर किया और पाया कि वर्तमान में वृद्धि ने प्रतिरोध को पहले तो रैखिक रूप से कम किया और फिर काफी नाटकीय रूप से, इलेक्ट्रोड में इलेक्ट्रोलिसिस के कारण पूर्व और उत्तरार्द्ध संभवतः (जैसा कि उल्लेख किया गया है) ओलिन लेट्रोप द्वारा) आयनीकरण के कारण, जो आपने पाया है उसके विपरीत।

इलेक्ट्रोड पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गैस उनके प्रवाहकीय सतह क्षेत्र को कम कर देंगे, प्रतिरोधकता बढ़ाएंगे, लेकिन प्रत्येक इलेक्ट्रोड की यात्रा करने वाले हाइड्रोजन और ऑक्सीजन बिजली का संचालन करेंगे, इसलिए आपके पास रिवर्स / प्रतिस्पर्धा प्रभाव हो सकते हैं जो आकार और आकार पर निर्भर हो सकते हैं। इलेक्ट्रोड। शायद मेरे इलेक्ट्रोड पूर्व प्रभाव (सतह क्षेत्र में कमी) को केवल बाद के लिए छूट देने के लिए पर्याप्त बड़े थे।

Answer 6

आपको एसी चालू का उपयोग करके पानी के प्रतिरोध को मापने की आवश्यकता है। आप इलेक्ट्रोड में एसी वोल्टेज को मापते हैं और पानी के माध्यम से जाने वाले एसी करंट को प्रभावी प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए विभाजित करते हैं। इलेक्ट्रोड का आकार पूरी तरह से प्रभावी प्रतिरोध को भी प्रभावित करेगा। बिंदु संपर्क इलेक्ट्रोड (लीड टिप्स) का उपयोग करके एक डीसी ओममीटर के साथ माप करना हमेशा आपको गणना प्रतिरोध की तुलना में अधिक देगा। इलेक्ट्रोड-वॉटर इंटरफेस में सभी प्रकार की अजीब चीजें होती हैं। विषय पर कई पत्र लिखे गए हैं।

Answer 7

यदि आप गणनाओं में चूक गए हैं, तो तापमान में बदलाव को ठीक करने के लिए तापमान गुणांक है यदि यह 25 डीग्री से अधिक है। अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए 2% प्रति डीग सेलिएकस का मूल्य है।

Comments

भविष्यवाणी और माप के बीच भारी अंतर के लिए कोई रास्ता नहीं है ।

— क्रिस स्ट्रैटन

एक विशाल अंतर के बारे में किसका उल्लेख है? बस याद है क्या याद किया। डाउनवोट से आपका मतलब है कि हमें तापमान गुणांक को अनदेखा करना होगा .... वास्तव में दिलचस्प !!!

— जीआर टेक

मूल त्रुटि अपेक्षित से 41 का कारक थी। कुछ परिवर्तनों के बाद, यह दो के एक कारक के बारे में है। आपका तापमान मॉडल न तो समझा सकता है ।

— क्रिस स्ट्रैटन