Гальванотехника - Ямпольский А.М.
Скачать (прямая ссылка):
В гальванотехнике применяют более крупную единицу количества электричества — ампер-час, который равен 3600 а-сек. 8
За единицу электрического сопротивления принято сопротивление столба ртути сечением в 1 мм2 и длиной в 106,3 см при температуре 0°. Эта величина называется ом.
Удельным сопротивлением называется сопротивление проводника сечением в 1 мм2 и длиной 1 м.
Сопротивление всякого проводника подсчитывается по формуле
где R — сопротивление проводника в ом; р — удельное сопротивление; / — длина проводника в м;
q — площадь поперечного сечения проводника в мм2.
За единицу напряжения принят вольт. Эта величина соответствует разности электрических потенциалов на концах проводника с сопротивлением в 1 ом при силе тока в 1 а. Разность потенциалов на концах какого-либо участка электрической цепи или, иначе, падение напряжения на этом участке измеряют вольтметром. Зажимы вольтметра соединяются с точками цепи, разность потенциалов между которыми измеряется.
Мощность постоянного электрического тока выражают в вольт-амперах или ваттах.
Единицей мощности является ватт. Ватт — это мощность тока силой в 1 а при напряжении в 1 е. Определение мощности источника тока производят путем умножения величины измеренного на его зажимах напряжения на величину развиваемой им силы тока. Так, например, мощность генератора, развивающего напряжение в 6 б, при силе тока в 200 а равна 1200 вт или 1,2 кет.
Единица работы электрического тока называется джоулем или ватт-секундой. Это работа электрического тока мощностью в 1 вт в течение 1 сек. Ввиду малой величины джоуля работу электрического тока в технике измеряют в киловатт-часах. Один киловатт-час равен 3.600.000 дж.
Зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением цепи выражается законом Ома: сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению цепи.
Е Е
I = —g- или Е = 1 • R или R = -у-,
где / — сила тока в а; Е—напряжение в в) R — сопротивление в ом.
9
Закон Ома является одним из основных законов электротехники. Он широко используется при расчетах в гальванотехнике. Пользуясь этим законом, производят расчет реостатов,
15 в 1,56 1,56 156
1000а 1000а 1000а 1000а
h
— Шва
+
Фиг. 1. Схема последовательного включения ванн.
силы тока и напряжения на различных участках электрической цепи при последовательном и параллельном включении, падении напряжения в шинах и др.
На фиг. 1 и 2 показано распределение тока от динамо-машины при последовательном и параллельном включении галь-
+
I/©/"
1000а
66 66 66 66 250а 150а 150а 250а Фиг. 2. Схема параллельного включения ванн.
ванических ванн. При последовательном включении ванн (фиг. 1) сила тока динамомашины остается неизменной для каждой из ванн, а напряжение на ваннах распределяется поровну между ваннами
E = E1 + E2+Eti + EA = I(R1 + R2 + RB + Ri), где Ev Е2, Е$ и ЕА — напряжения на шинах ванн; Rlt R2, RB и RA — сопротивления электролитов.
10
При параллельном включении (фиг. 2) напряжение на ваннах остается неизменным, а сила тока динамомашины распределяется между ваннами в зависимости от их сопротивления:
/=Л+'1 + /. + /4 =
1
По закону Фарадея количество выделившегося при электролизе вещества прямо пропорционально силе тока и продолжительности электролиза, т. е. количеству электричества в а-час.
При пропускании одинакового количества тока, выраженного в ампер-часах, через различные электролиты, количества выделенных при электролизе веществ прямо пропорциональны их эквивалентным весам. Так, для того, чтобы выделить на катоде 1 грамм-эквивалент вещества или, соответственно, перевести в раствор 1 грамм-эквивалент анодного вещества теоретически необходимо количество электричества в 96 500 а-сек, или в переводе на ампер-часы 26,8 а-час. Следовательно, количе-
, 1 грамм-эквивалент ство электричества, равное 1 а-час, выделяет —--- г
вещества.
Эта величина называется электрохимическим эквивалентом вещества.
Теоретические числовые величины электрохимических эквивалентов, для металлов применяемых в гальванотехнике, приведены в табл. 2.
Плотностью тока называется сила тока в а, приходящаяся на 1 дм2 площади электрода. Катодную плотность тока обозначают DK, а анодную Da.
Выходом потоку называется отношение количества фактически выделенного вещества к количеству вещества, которое должно было бы выделиться по закону Фарадея; выражается в процентах. Выход по току для каждой из гальванических ванн определяется практическим путем.
При погружении металла в электролит возникает разность потенциалов между металлом и электролитом, измеряемая в в и имеющая для каждого металла свою величину, называемую электродным потенциалом данного металла.
При сравнении электродных потенциалов различных металлов измерения этих потенциалов производят в растворах, содержащих один грамм-ион данного металла. Такие электродные потенциалы называются нормальными.
11
Таблица 2
Электрохимические эквиваленты некоторых металлов
Наименование металла Тип электролита Наименование и валентность катионов Атомный вес катионов Эквивалентный вес Электрохимический эквивалент в г\а-час
