2019 szeptember 18 - szerda

2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

Tovább folytattuk az impulzusos vízbontással kapcsolatos kísérleteket. A korábbi kísérletekről itt és itt olvashatsz.

A kapcsolást Robi és én, Tibor együtt terveztük. A cél az volt, hogy mind transzformátorral, mind anélkül lehessen méréseket végezni. A transzformátoros megoldásnál azt is célul tűztük ki, hogy a vízbontóra menő jel amplitúdója nagy és kis értékű is legyen, vagyis egy nagy impulzus után következzen n számú kis impulzus. A nagy impulzusok amplitúdója meghaladta a 2 V-ot, a kis impulzusoké pedig 1 V-nál kisebb volt.

Az elképzelésem a következő volt: ha nagy impulzusokkal beállítjuk a vízmolekulákat, akkor a kis impulzusok ideje alatt is fog folyni áram a vízbontóban, mivel ekkor a korábbi kísérleteknél már demonstrált polarizációs feszültség hatására a cellafeszültség mindenképpen meghaladja a minimálisan szükséges 1,47 V-ot.

Az is cél volt, hogy az impulzusok kikapcsolásakor keletkező ellenirányú impulzust visszavezessük a trafó bemenetére, ahol az impulzus szünetek alatt ez a villamos energia egy kondenzátort tölt, aminek következtében jelentősen le kell csökkennie az áramfelvételnek.

Ez a komplex igényrendszer "Kicsit" összetetté tette a kapcsolást.

Kapcs_rajz1 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

1. ábra. A kapcsolási rajz

Az elektronika táplálására számítógépes tápot használtunk, annak néhány kísérletben a 12 V-os kimenetét (ami gyakorlatilag csak 11 V volt terheletlenül), máskor pedig az 5 V-os kimenetét használtuk.

A rajzon látható, hogy a transzformátor jelét a T3 és T4 FET-eken keresztül visszavezettük a C1 és C2 kondenzátorokra. A tesztelés során azonban rájöttünk, hogy a visszacsatolást nem kell vezérelni FET-ekkel, ez automatikusan megtörténik akkor is, ha csak a diódákon keresztül kötjük a kondikra a tekercseket. Továbbá az is kiderült, hogy elég egy visszacsatoló tekercs és egy kondenzátor. A rajzon azonban még az eredeti kapcsolás látható, amit Robi készített és küldött el nekünk.

A kész kapcsolást a következő ábrákon láthatod.

Image_203 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

2. ábra. Az impulzust előállító elektronika

Image_332 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

3. ábra. A teljesítményerősítő rész és a transzformátor

Az ábrákon látható, hogy a két NYÁK lap egymáson helyezkedik el négy darab menetes szár segítségével, melyek egyben lábakként is funkcionálnak, így szükség esetén mind a két oldalára szabadon fordíthattuk a lapokat, az alkatrészek és vezetékek nem értek az asztalhoz.

A trafó két bemenetére kapcsolt jel egymáshoz képest a következőképpen nézett ki.

Image_163 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

4. ábra. A trafó két bemenetére kapcsolt jelek fázisviszonyai

A trafó kimenetén megjelenő jel 0,4 W-os ohmikus terhelő ellenállás mellett már a két különböző feszültséget mutatja. Figyeljük meg a negatív irányú visszarúgó jeleket is.

Image_174 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

5. ábra. A trafó kimenetén megjelenő jel 0,4 W-os ohmikus terhelő ellenálláson – Visszacsatolás: nincs

Amikor a negatív irányú jelet megfelelő polaritás fordítás után visszavezettük a bemeneti kondenzátorra, akkor a jel alakja módosult. Kétféle menetszámot használtunk visszacsatolásra: 120 menetet és 240 menetet. A következő ábrán a kimeneten látható jelalakot láthatjuk a különböző visszacsatolásoknál.

Image_175 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

6. ábra. A trafó kimenetén megjelenő jel 0,4 W-os ohmikus terhelő ellenálláson – Visszacsatolás: 120 menet

Image_176 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

7. ábra. A trafó kimenetén megjelenő jel 0,4 W-os ohmikus terhelő ellenálláson – Visszacsatolás: 240 menet

Az elektronika vízbontóval való első összekötésekor azt tapasztaltuk, hogy nem volt buborékfejlődés, csak ha visszacsatoltuk az energiát. Ez azzal magyarázható, hogy visszacsatolás nélkül a hasznos jel és a visszarúgó jel ellenkező polaritású és nagyjából egyenlő amplitúdójú (lásd az 5. ábrát), ezért a vízmolekulák nem tudtak polarizálódni.

Ekkor jött az ötlet, hogy négy Schottki diódából álló Gratze hidat tegyünk a trafó kimenetére, ami nem csak egyszerűen levágja a negatív irányú jeleket, hanem azokat is befordítja pozitív irányba.

A diódákkal a kimeneti jel alakja megváltozott, ezt láthatjuk a következő ábrákon.

Image_177 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

8. ábra. A trafó kimenetén megjelenő jel 0,4 W-os ohmikus terhelő ellenálláson, a Gratze híd után – Visszacsatolás: nincs

Image_178 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

9. ábra. A trafó kimenetén megjelenő jel 0,4 W-os ohmikus terhelő ellenálláson, a Gratze híd után – Visszacsatolás: 120 menet

Image_179 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

10. ábra. A trafó kimenetén megjelenő jel 0,4 W-os ohmikus terhelő ellenálláson, a Gratze híd után – Visszacsatolás: 240 menet

Jól látszik, hogy a diódák hatására a jelek nem csak egyező polaritásúak lettek, de az amplitúdójuk is lecsökkent 0,7 V-tal, azaz a dióda nyitóirányú feszültségével. Ez óhatatlanul is energiaveszteséget jelentett, de így visszacsatolás nélkül is szépen beindult a buborékképződés.

A mechanikánál a H2 és O2 elválasztását is célul tűztük ki, ezért a lemezek közé egy gázt átnemeresztő "hálót" tettünk. A lemezek mérete: 20 mm * 185 mm, vastagsága 1 mm volt. Öt ilyen lemezt tettünk egymás mellé, közöttük 0,5 mm-es műanyag távtartó lemezdarabkák és a hálók helyezkedtek el. Minden egyes lemeznek volt külön elektromos kivezetése.

Annak ellenére, hogy a gázokat a lemezek mentén különválasztottuk, a felettük lévő légtérben már elkeveredhettek. Igazából csak arra voltunk kíváncsiak, hogy a gázelválasztással is működik-e a vízbontás jó hatásfokkal. A mechanikát Zsoltival együtt készítettük el.

A desztillált vízbe KOH-t szórtunk a vezetőképesség beállítására, az elektromos méréseket pedig egy kétsugaras oszcilloszkóp segítségével végeztük. Mind a KOH-t, mind pedig a szkópot István biztosította.

Nagyon köszönjük mindegyikőtöknek a segítséget!

Az első két kísérletben transzformátor nélkül vizsgáltuk a vízbontás hatásfokát, az összes többi kísérletnél viszont már a transzformátoron keresztül jutott a jel a terhelésre.

1. kísérlet

Ennek a kísérletsornak a kezdéseként egyenáramú vízbontást végeztünk. Az eredményeket a következő táblázat mutatja.

Ube
Ibe
Gáz
hFaraday
henerg
4,65 V
3,10 A
35,3 ml/p
99,09 %
31,32 %

1. táblázat.

2. kísérlet

Felmerült a kérdés, hogy vajon mennyire helyes, ha a felvett áramot és feszültséget a vízbontón mérjük, ráadásul ki is vonjuk a vízbontó kapcsain megjelenő impulzusok amplitúdójából a polarizációs feszültség értékét.

Ezért a kérdés eldöntésére a felvett áramot és a feszültséget az impulzus előállító elektronika tápjánál mértük.

Négy lemezt használtunk, melyek között gázszigetelő háló volt. A frekvencia 37 kHz volt.

A mérési eredményeket mutatja a következő táblázat:

Kitöltés
Ube
Ibe
Gáz
hFaraday
henerg
33,0 %
4,94 V
0,60 A
8,2 ml/p
118,77 %
35,34 %
20,0 %
4,95 V
0,41 A
5,5 ml/p
115,88 %
34,41 %
11,0 %
4,96 V
0,26 A
3,3 ml/p
110,27 %
32,68 %
5,8 %
5,07 V
0,15 A
2,6 ml/p
152,90 %
44,33 %
4,0 %
5,09 V
0,10 A
2,6 ml/p
229,36 %
66,24 %
2,8 %
5,10 V
0,08 A
1,9 ml/p
204,78 %
59,03 %

2. táblázat.

A kétféle hatásfokot a következő ábrák mutatják.

abra1 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

11. ábra. Energetikai hatásfok

abra2 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

12. ábra. Faraday hatásfok

Kiértékelés:

  • Mint látjuk, az energetikai hatásfok egyáltalán nem haladja meg a 100 %-ot, ha a táp kimenetén mérjük az elektronika és a vízbontó által együttesen felvett teljesítményt. Ez azt is jelenti, hogy Kanarev professzor számítási módszere sajnos hibás. Nem lehet tehát a vízbontó bemenetén megjelenő jel amplitúdójából kivonni az elektródák kapcsain megjelenő polarizációs feszültséget, mert akkor hibás eredményt kapunk.
  • A 33 %-os és 11 %-os kitöltések között a hatásfok valamelyest csökkent, de ezt mérési pontatlanságnak is vehetjük. A 11 %-os kitöltés alatt viszont egy erős hatásfok növekedés tapasztalható. Az tehát helyes, hogy a kitöltési tényező csökkentésével a vízbontás hatásfoka javul.
  • A 2,8 %-os kitöltésnél a hatásfok megint csökkenő tendenciát mutat. Ez annak köszönhető, hogy ekkor már az elektronika saját teljesítményigénye jelentős százalékot tesz ki a teljes teljesítményfelvételből. Ha növelnénk az elektrolit vezetőképességét, akkor a hatásfok meghaladná a 4 %-os kitöltésnél mért értéket.

A további kísérletekben az impulzusokat nem közvetlenül vezettük a vízbontóra, hanem egy saját tekercselésű ferritmagos trafón keresztül.

3. kísérlet

A kísérlet célja a transzformátor elektromos hatásfokának meghatározása volt. Itt még nem használtunk vízbontót, hanem terhelésként különböző értékű ohmikus ellenállást kötöttünk a trafó kimenetére.

A következőkben bemutatandó mérési eredmény csak "a jéghegy csúcsa", mivel egy teljes hónapot azzal töltöttem, hogy a transzformátort különböző menetszámok, vezetékátmérők és terhelések mellett teszteltem. Nagyon sok idő elment a régi tekercsek leszedésével és újabbak feltekerésével, valamint a különböző hullámformák energetikai mérésével.

Végül is azt kaptuk, hogy az itt található számítási módszerekkel meghatározott menetszámok és vezetékátmérők a legjobbak, azaz egy hónap után oda jutottunk, ahonnét kiindultunk. Mindenesetre meggyőződhettünk, hogy a számítási módszerek helyesek!

A hatásfokok azonban itt is elég siralmasak voltak, bár ez volt a legjobb eredmény. A részletes mérési eredményeket és számításokat hosszadalmas voltuk miatt nem mutatom be, elég, ha csak a végeredménnyel ismerkedünk meg.

Frekvencia Terhelő ellenállás
0,5 W
0,4 W
0,3 W
0,2 W
0,1 W
910 Hz
9,82 %
12,13 %
15,31 %
17,03 %
16,04 %
1260 Hz
13,74 %
13,19 %
13,71 %
14,83 %
12,62 %
2570 Hz
27,25 %
25,11 %
25,70 %
21,84 %
18,69 %
3070 Hz
29,07 %
28,03 %
27,93 %
24,02 %
21,40 %
4270 Hz
38,47 %
33,48 %
30,35 %
29,30 %
21,50 %
8550 Hz
32,64 %
27,59 %
23,13 %
18,80 %
11,14 %

3. táblázat

A 3. táblázat eredményeinek grafikus ábrázolását a következő rajzon láthatjuk.

abra3 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

13. ábra. A transzformátor hatásfoka a terhelő ellenállás és a frekvencia függvényében.

Kiértékelés

A transzformátor hatásfoka messze elmaradt a várható 80-85 %-tól. Ennek két oka lehet:

  • Az egyik ok az, hogy a trafó mindkét oldalán kis feszültségek szerepeltek, a transzformátorok hatásfoka viszont a feszültség növekedésével növekszik. Nagyon valószínű, hogy Horváth István ezért alkalmazta azt az első látásra érthetetlen dolgot, hogy a 12 V-ot először feltranszformálta 300 V-ra, majd onnét megint le 3 V-ra, így a feszültség nagyon jó hatásfokkal alakult 12 V-ról 3 V-ra.
  • A másik ok az lehet, hogy az impulzusok csak egyirányúak voltak, nem rendelkeztek váltakozó polaritással.

A legjobb hatásfokot 4270 Hz-nél értük el, ami nem véletlen, hiszen 4200 Hz-re méreteztük a transzformátort.

4. kísérlet

A kísérlet célja a teljes elektronika hatásfokának meghatározása vegyes gerjesztés esetén, a Gratze hidas egyenirányító kimenetén mérve.

A mérések alapján kapott hatásfokokat a következő táblázatban tekinthetjük meg.

Visszacsatolás Terhelő ellenállás
0,5 W
0,4 W
0,3 W
0,2 W
0,1 W
Nincs
22,47 %
19,99 %
14,40 %
13,51 %
7,22 %
120 menet
24,01 %
28,37 %
24,98 %
24,35 %
25,51 %
240 menet
6,97 %
8,21 %
7,22 %
6,79 %
7,28 %

4. táblázat

A 4. táblázat eredményeinek grafikus ábrázolását láthatjuk a 14. ábrán.

abra4 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

14. ábra. A 4. táblázat grafikus ábrázolása

Kiértékelés

A 14. ábrán láthatjuk, hogy a maximális hatásfokot a 120 menetes visszacsatolásnál értük el, ott is 0,4 W-os terhelő ellenállás esetén. Ez is megfelel a számítási eredményeknek, mivel a transzformátor elméleti ideális terhelő ellenállása 0,37 W kell legyen.

Azonban az elektronika legjobb hatásfoka még így is csak 28,37 %, egyéb terhelő ellenállások esetén pedig csak 24 % körül mozog.

5. kísérlet

Miután meghatároztuk, hogy mennyi energiát is veszítünk az elektronikán és a transzformátoron, szerettük volna megtudni, milyen a vízbontás hatásfoka.

Nem alkalmaztunk vegyes gerjesztést, mert az már az első vízbontási próbánál nem váltotta be a hozzá fűzött reményeket, azaz nem folyt áram a vízbontóban akkor, mikor a feszültség értéke kisebb volt 1,5 V-nál, még akkor sem, ha közben jöttek a polarizáló impulzusok és jelen volt a majdnem 2 V-os polarizációs feszültség.

A jelet a diódákon keresztül vezettük az 5 db elektróda lemezre, a jel frekvenciája 4270 Hz volt, kitöltése pedig 25 %.

Két esetet vizsgáltunk: amikor nem volt visszacsatolás és mikor a visszacsatolás 120 menet volt.

Image_230 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

15. ábra. A vízbontón mért feszültség alakja – Visszacsatolás: nincs

A 15. ábrán látható, hogy a polarizációs feszültség közel 2 V, a kikapcsoláskor megjelenő impulzus pedig 3,8 V körül van. A kapcsoló impulzusok nem látszanak, mert azt "elfedi" a nála nagyobb értékű polarizációs feszültség, csak a bekapcsolás pillanatában jelenik meg egy rövid idejű tűimpulzus.

Image_229 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

16. ábra. A vízbontóval sorba kötött söntön mért áram alakja – Visszacsatolás: nincs

Ez a bekapcsolási tűimpulzus látszik az áram görbéjén is, akárcsak a kikapcsoláskor, de mivel az impulzus áramát az egyenirányító diódák előtt lévő söntön mértük, ezért itt még negatív irányú a visszarúgó áram.

Az áramimpulzusok alakját nézhetjük meg közelebbről a következő ábrán.

Image_228 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

17. ábra. A vízbontóval sorba kötött söntön mért áram alakja közelebbről – Visszacsatolás: nincs

Mikor a negatív visszarúgó jelet visszacsatoltuk a bemenetre, akkor a következő módon változott a feszültség és áram alakja.

Image_232 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

18. ábra. A vízbontón mért feszültség alakja – Visszacsatolás: 120 menet

Láthatjuk, hogy a polarizációs feszültség 1,3 V körüli értéket vesz fel, éppen hogy látszanak a bekapcsoláskor és a kikapcsoláskor megjelenő nagyon kis amplitúdójú tüskék.

Image_234 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

19. ábra. A vízbontóval sorba kötött söntön mért áram alakja – Visszacsatolás: 120 menet

Az áramnál is hiányzik a kikapcsoláskor megjelenő erőteljes negatív irányú tüske, csak egy rövid csillapított rezgés keletkezik. A következő kinagyított képen jobban látszik ez a csillapított rezgés.

Image_233 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

19. ábra. A vízbontóval sorba kötött söntön mért áram alakja közelebbről – Visszacsatolás: 120 menet

A negatív irányú energia tehát visszatáplálódott a trafó bemenetén lévő kondenzátorba, amit a jóval kisebb áramfelvétel is regisztrál.

A mérési és számolási eredményeket mutatja be a következő ábra.

Visszacsatolás
Ube
Ibe
Gáz
hFaraday
henerg
nincs
5,07 V
0,14 A
1,6 ml/p
100,05 %
29,01 %
120 menet
5,12 V
0,05 A
0,6 ml/p
108,13 %
31,04 %

5. táblázat.

Kiértékelés

  • A visszacsatolás hatására az áramfelvétel jelentősen lecsökkent, de ezzel egy időben a termelődött gáz mennyisége is arányosan csökkent. A hatásfokok közel azonosak, a visszacsatoláskor mérhető valamivel nagyobb hatásfok az elektronika jobb hatásfokából ered, mint azt az előző kísérletnél már láttuk.
  • Ez határozottan jobb eredmény, mint amit a transzformátor nélkül végzett impulzusos elektrolízisnél kaptunk (lásd a 2. kísérletet). Ez azt bizonyítja, hogy a Horváth és a Meyer féle vízbontóknál a transzformátor használata egyébb célt is szolgál, nem pusztán feszültség átalakítók.

6. kísérlet

Ennek a kísérletnek az volt a célja, hogy az esetleges rezonanciát elérjük. A 17. ábrán jól látszik a negatív visszarúgó jelnél, hogy az elektronika kapacitív és induktív elemei kb. 5 MHz-en érnék el a rezonanciát. Ez túl magas érték volt a jelenlegi elektronikánál, ezért a hatás vizsgálatára egy olyan frekvenciát kerestünk, ami még előállítható és szinkronban is van a kis amplitúdójú rezgésekkel.

Egy ilyen értéket találtunk 400 kHz környékén. A kitöltési tényező 33 % és 5 lemezes a vízbontó.

Image_272 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

20. ábra. A vízbontón mért feszültség alakja – Visszacsatolás: nincs

A bekapcsolásnál és a kikapcsolásnál jól látható, hogy a rezgések felerősödtek, a jelalakok pedig jelentősen eltorzultak. Ezt a torzítást a transzformátor viszi be a jelbe, mivel ezen a frekvencián már az általunk használt vasmag nem tudja átvinni a jeleket torzítás nélkül. Emlékezzünk, hogy a trafót 4200 Hz-re méreteztük, itt pedig már ennek a majdnem százszorosán üzemeltetjük. Az általunk használt ferrit mag maximum 100 kHz-ig viszi át torzítatlanul a jeleket.

Image_276 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

21. ábra. A vízbontóval sorba kötött söntön mért áram alakja – Visszacsatolás: nincs

Az áram csillapított rezgésként jelenik meg a söntön. Jól látszik, hogy ha még kb. a tízszeresére növelnénk a jel frekvenciáját, akkor már létrejönne a rezonancia.

Az áram alakját közelebbről a következő ábrán szemlélhetjük meg.

Image_277 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

22. ábra. A vízbontóval sorba kötött söntön mért áram alakja közelebbről – Visszacsatolás: nincs

A mérési eredményeket a következő táblázat mutatja.

Ube
Ibe
Gáz
hFaraday
henerg
5,03 V
0,19 A
0,5 ml/p
20,69 %
6,05 %

6. táblázat.

Kiértékelés

Ezen a frekvencián a hatásfok már jelentősen leromlott. Ez annak köszönhető, hogy a transzformátor a primer tekercsen megjelenő energiát csak hatalmas veszteségekkel és nagy torzításokkal tudta átvinni a szekunder tekercsre. A vasmag megfelelő kiválasztásával és a menetszámok beállításával ez a veszteség azonban jelentősen csökkenthető.

7. kísérlet

Ez a kísérlet az 5. kísérlet folytatása. Nem volt egyértelmű, hogy miért ilyen nagyon magas frekvencián (kb. 5 MHz) jönne létre a rezonancia. Ez nem lehetett a vízbontó alkotta kondenzátor és a transzformátor eredő induktivitásának a rezonancia frekvenciája. Ezért egy 0,5 W-os terhelő ellenállást kötöttünk az elektronika kimenetére.

Az ellenálláson mért jel alakját mutatja a következő ábra.

Image_278 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

23. ábra. A 0,5 W-os terhelő ellenálláson mért feszültség alakja – Visszacsatolás: nincs

Jól látszik, hogy a jel már nem négyszög, hanem fűrészfog alakúvá torzult, a visszarúgó impulzus pedig egy torz csillapított rezgéssé változott. Az általunk keltett jelekre viszont ugyanúgy ráült az a kb. 5 MHz-es jel, amit a vízbontó esetén is tapasztaltunk.

A következő ábrán a söntön mért áram alakja látható.

Image_280 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

24. ábra. A 0,5 W-os terhelő ellenállással sorba kötött söntön mért áram alakja – Visszacsatolás: nincs

Az áram alakja nagyjából megegyezett a vízbontó esetén tapasztalt jelalakkal.

Kiértékelés

  • A kísérlet megerősítette azt a hipotézisünket, hogy az a kb. 5 MHz-es rezgés nem a vízbontó kapacitásának a függvénye, hanem az elektronika kapacitív és induktív elemeinek rezonancia frekvenciája. Ehhez a frekvenciához nagyon kicsi kapacitások kellenek. Ezt a kapacitást valószínűleg a FET és a diódák parazita kapacitása alkotja.
  • Az áram görbéje nem egyezett meg a feszültség görbéjével, ami ebben az esetben helytelen, hiszen a terhelés ohmikus volt. Ez azt is jelenti, hogy ezen a frekvencián már a sönt is torzított jelet ad vissza. A söntöt 10 db 0,1 W-os párhuzamosan kötött ellenállás alkotta. Ez a kísérlet világossá tette, hogy ezen a frekvencián ez a megoldás már nem használható, inkább egy rövid rézdrótot kellene használni sönt gyanánt.

8. kísérlet

A kísérlet célja kisebb kitöltésű impulzusok esetén mérhető hatásfok meghatározása. A jel frekvenciája az 5. és 6. kísérleteknél használt értékű, a kitöltés viszont 20 %. Az első mérésnél a desztillált víz KOH tartalma kevesebb volt, a másodiknál több.

Image_285 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

25. ábra. A vízbontón mért feszültség alakja – Visszacsatolás: nincs – KOH: kevesebb

A feszültség görbéjén jól látszanak az impulzus bekapcsolásakor és kikapcsolásakor keletkező csillapított rezgések. Érdemes megfigyelni, hogy ennél a kitöltési tényezőnél a visszarúgó jel nem torzult, hanem egy "púp" formájában jelentkezett.

Image_281 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

26. ábra. A vízbontóval sorba kötött söntön mért áram alakja – Visszacsatolás: nincs – KOH: kevesebb

Az áram görbéjén is látszanak a be- és kikapcsoláskor keletkező csillapított rezgések.

A következő ábrán ezek a rezgések figyelhetők meg közelebbről.

Image_282 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

27. ábra. A vízbontóval sorba kötött söntön mért áram alakja közelebbről – Visszacsatolás: nincs – KOH: kevesebb

A következő ábrák a több KOH esetén fennálló jelalakokat mutatják.

Image_286 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

28. ábra. A vízbontón mért feszültség alakja – Visszacsatolás: nincs – KOH: több

Image_288 2.4.1.11.6. Elektrolízis Impulzusokkal 3

29. ábra. A vízbontóval sorba kötött söntön mért áram alakja közelebbről – Visszacsatolás: nincs – KOH: több

A mérési eredményeket a következő táblázat tartalmazza.

KOH
Ube
Ibe
Gáz
hFaraday
henerg
kevesebb
5,12 V
0,02 A
0,4 ml/p
167,55 %
48,11 %
több
5,12 V
0,02 A
0,5 ml/p
208,88 %
59,97 %

7. táblázat.

Kiértékelés

  • A KOH koncentráció növelésével növekszik a hatásfok. Ennek több oka is lehet. Egyrészt az árammérő már érzéketlen volt a kis eltérésekre, mivel a méréshatárának a szélén volt ez a 20 mA-es érték, másrészt a gáz mennyiségének meghatározása ilyen kis mennyiségek mellett már bizonytalan – még ha 15 percig is mértük a gázfejlődést és a kapott eredményt elosztottuk 15-tel.
  • Ilyen kis áramoknál az elektronika áramfelvétele nagyon befolyásolja az eredményt, mivel a felvett kb. 20 mA-ből 14 mA-t az impulzus előállító elektronika vesz fel. Tehát jelentősen megnövelve az elektrolitoldat vezetőképességét – amikor is a vízbontóba jutó áram jóval meghaladja az elektronika áramfelvételét – ez a hatásfok sokkal jobb lehet.

Kapcsolódó kísérletek:

Hozzászólok!

A weblap további használatával Ön beleegyezik a sütik használatába. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás