“电位计测电动势实验”中的几个问题的讨论

电位计是电测量中精确度高、用途广的重要仪器。在普通物理实验教学中,普遍采用的是结构简单直观的滑线电位计。电位计测电动势是采用所谓“补偿法”,它是以被测电池的电动势与电阻上的已知电压降相互平衡这一原理作为基础的。图1为其原理     

晶体管液晶数字显示温度计

用晶体管作温度传感器，用液晶数字电压表读取电田值显示温度．由于可用电池供电，并在设计中考虑到电池电压的稳定性，使用方便，校准工作也较简单方便．     

电池实验

1 新旧电池实验 当手电筒的电池耗完电不发光(或发微光时),让学生将其中一节换为新电池,新旧混用,发现灯泡并不比原来亮多少,这说明新电池的电能被旧电池在通电过程中耗掉了.因为旧电池内电阻已变的很大,所以手电不亮.故新旧电池混用是对新电池的一种浪费.     

“电位計測电动势实驗”中的几个問题的討論

电位计是电测量中精确度高、用途广的重要仪器.在普通物理实验教学中,普遍采用的是结构简单直观的滑线电位计. 电位计测电动势是采用所谓“补偿法”,它是以被测电池的电动势与电阻上的已知电压降相互平衡这一原理作为基础的.图1为其原理性示意图,设l_s为相应于ε_s时的平衡长度,l_x为相应于ε_x时的平衡长度,则有     

轴向压缩下圆柱形动力锂离子电池的性能

动力电池的安全问题制约了电动汽车的推广和发展,轴向压缩是锂离子电池的一种重要的破坏工况。通过实验方法,研究了18650锂离子电池在轴向压缩载荷下的安全性能,探讨了荷电状态分别为60%、80%、100%时电池的载荷、电压、温度的变化特征,分析了轴向压缩载荷下电池的失效过程。研究表明:轴向压缩过程中电压均出现特有的台阶式下降,极限载荷和温度骤升几乎同时发生;电池正极的凹槽结构诱导电池在靠近正极的侧面破裂。对比轴向压缩实验和径向平板压缩实验发现,动力电池轴向压缩热失控程度弱于径向平板压缩。     

基于DEPSO-RBF神经网络的锌银电池SOC估计

电池容量是判断电池性能状态的重要指标。针对锌银电池的荷电状态估计问题,利用电池放电过程中放电时间、放电电流和电池电压3个参数作为径向基神经网络的输入,电池荷电状态为输出,建立电池放电的径向基神经网络模型;为克服径向基神经网络收敛精度不高、易陷入局部极小值的缺点,采用差分进化算法和粒子群算法结合的混合算法优化RBF神经网络;MATLAB仿真结果表明,经过混合优化算法优化的径向基神经网络与仅使用粒子群优化的径向基神经网络相比,估计精度得到大大提高。     

太阳能电池

太阳能电池是利用光生伏打效应,把光能直接转变成电能的一种半导体器件. 光生伏打效应是早在1839年由Becqurel 首次发现的.用硒和氧化亚铜等半导体材料中也有这一现象,但能量转换效率很低(小于1%).用这种材料做成的电池只能供照度计用. 1954年,美国Bell实验室首次用单晶硅制成p-n结太阳能电池,成功地把太阳光直接变成电能,转换效率达到3—6%[1-3].以启的20多年以来,随着宇航事业的发展,硅电池作为人造卫星的电源,目前它的效率已达到10—14%.同时,其他类型的太阳能电池也相继发展起来,如CdS,GaAs,CdTe等单晶电池和CdS,CdTe等薄膜多晶电…     

基于水平衡的PEM燃料电池大电流运行优化控制

质子交换膜燃料电池(PEMFC)水管理是影响其性能的主要因素之一。本文针对大电流运行的PEM燃料电池,提出了一种基于MEA水平衡的温度控制方法。在一定的操作压力和过量系数下,得到了基于无净电拖的PEM电池水平衡温度,并通过三维模拟对无净电拖水平衡温度进行修正,获得了基于电池最优性能的操作温度;电池实际的操作温度控制,可以以无净电拖水平衡温度线为基础,加上一个修正量,使电池在性能良好区域运行。这种电池操作温度的控制算法简单,对电池的设计与操作优化具有参考意义。     

形形色色的电池

电池提供的直流电是我们生活、生产中常用的一种能源,随着科学技术的发展,各种各样的新型电池不断地进入我们的生活,不同的电池具有不同的特性,只有对它们有所了解,才能更科学地利用它们。本文将对几种常见电池的原理和使用情况作简单介绍。     

长寿命微通道板(L~2MCP)

长寿命微通道板是一种新型的微通道板。它的玻璃结构是按特殊配方制造的,适合于作高温处理。它具有优良的电特性。其特点是: 1.寿命长——通道的带电流和增益的电稳定性明显提高; 2.暗噪声优于标准微通道板; 3.比标准的微通道板更便于回收使用; 4.可在高温下真空烘烤,能使管子取得最佳的除气效果及更好的性能。室内微通道板电寿命试验表明,在三个独立的试验周期中,长寿命微通道板明显地比标准微通道板更稳定。美军夜视实验室已鉴定了两只用长寿命微通道板组装的管子,结论是:与标准微通道板的管子相比,此种微通道板的电子增益、带电流和暗噪声都比它好。     

伏打电池实验的改进

伏打电池是一种原电池，它是把一块铜片和一块锌片浸在稀硫酸溶液里制成.将电池的两极接在小灯泡上，可看到小灯泡短时发光.但实验时，由于电池极化的影响或钢片的有效面积达不到一定要求，往往会致使灯泡很快熄灭或根本不能发光，而且不能从实验中直接判断出电池的正负极和电流方向.为了弥补这一不足，在教学中可对实验作如下改进.用带有发光二极管的音乐集成块取代小灯泡，集成块可从一些贺年卡或生日卡上直接得到.从伏打电池的钢片和锌片上各引一导线分别接在集成块电路的正极A点和负极B点，如图所示.在接通电路后，集成块能发出悦耳的…     

基于氧化石墨烯空穴传输层的钙钛矿太阳能电池

采用溶液旋涂法在平面异质结型钙钛矿电池中引入氧化石墨烯(Graphene oxide,GO),制备了GO、GO∶(PEDOT:PSS)复合薄膜和GO/PEDOT∶PSS双层薄膜作为空穴传输层的电池,其光电转换效率分别为1.86%、7.35%、7.69%,基于PEDOT∶PSS空穴传输层的对照电池的效率为7.38%.主要原因是GO具有绝缘性,作为阳极界面层时,随着GO薄膜厚度增加,器件的串联电阻增大,从而降低了电池的短路电流和效率.为提高GO导电性,并改善其功函数,将GO氨化改性后与PEDOT:PSS组合构成双空穴传输层,所得电池取得了7.69%的较高效率,表明该方式是GO用于钙钛矿电池空穴传输层的有效途径.     

漫談电位計的应用

电位計的构造原理是比較簡单的,用途也較广,本文就电位計在物理学、化学工业、医学等方面的应用来談一下。电源电动势的测定电动势,簡单的說:是单位正电荷在整个閉合电路中移动一周对电源所做的功。在数值上它等于断路时电源两极的电位差。因此要测定电池的电动势,必須在該电池中沒有电流通过     

千瓦级钒电池用复合石墨板的研制

钒电池作为储能电池具有广阔的应用前景，主要应用在电站调峰以平衡负荷，以及用作大规模光电转换、风能发电的储能电源和边缘地区储能系统，不间断电源或应急电源系统。导电双极板是钒电池电堆中的重要组件，要求除电化学活性外，应具有一定的机械强度、导电性好、不透液体，相当的比表面、在强酸性条件下不发生阳极氧化或溶解、有一定的导热性等。它的性能对电堆功率输出和循环寿命具有重大影响。目前此类电池常用的双极板是无孔石墨板和导电塑料板。无孔石墨板国内尚没有生产能力，采用气孔率为15％的机制石墨板进行了多次处理，并应用在钒电池中，取得了良好效果，电池输出功率可以达到1kW以上。     

邮票上的物理学史——电磁学的应用(1)强电

电有着广泛的应用 这主要在两个方面 :一是电能作为一种新型能量 (强电 ) :二是用做保存、传送、处理信息的手段 (弱电 ) 胡适曾经为在美留学生组织的中国科学社作社歌一首 ,其中有两句是 :“我们叫电气推车 ,我们叫以太送信 ”很好地概括了电在这两方面的应用 电得到广泛应用的一个原因 ,是它传送能量和信息时 ,并不需要传送其物质载体 电传输的方法分为有线和无线 (空间电磁波 )两种 .能量多通过有线方式传送 ,而无线电主要用来传送信息 但是这不是绝对的 ,例如 ,有过把大面积的光电池送入上层空间发电 ,然后将电能以微波形式送回地…     

全电路欧姆定律演示实驗的改进

我对高三物理課本中的全电路欧姆定律演示实驗作了些改进,結果令人滿意,現介紹如下。实驗装置如图1所示,电解液是由此重为1.03的稀硫酸和高錳酸鉀組成的溶液,它們的重量比約为70:1。鋅极板是10厘米×6厘米×0.18厘米的汞齐化的鋅板。銅极板是10厘米×6厘米×0.07厘米的純銅板。輔助极板是和銅极板同純度的10厘米×3厘米×0.04厘米的銅板。橡皮筋是比較細的弹性較大的胶皮筋。使用的仪器是:两只同精度的量度范围0—3伏特的伏特計、一只0—0.6安培的安培計和一只0—999欧姆的电阻箱。在极板插入电解液的深度为2厘米;极板間距为4.5厘米的情况下,当断路和外电阻由     

K2FeO4扣式电池中电解液的含量对其放电性能的影响

为了解K2FeO4扣式电池的放电性能和电解液含量对其放电性能的影响,本文自制并采用恒流放电手段测试了含有不同含量饱和KOH电解液的K2FeO4扣式电池的放电性能.恒流放电结果显示,K2FeO4扣式电池中饱和KOH电解液的含量越多,其放电容量越高.     

问题解答

问1:怎样向高三学生解释在绝缘导体上的电荷只分布在它的表面上? 答:为了加深同学的感性认識,我們认为首先作一直观的演示实驗,是恰当的。一个简而易行的演示,可以采用如下的方法实現: A是一个带电的球形金属壳,B是一个驗电球,C是一个金箔驗电器。利用驗电球与金属壳內,外壁各接触一次,然后分别拿到驗电器上去检驗。     

室温钠离子电池材料及器件研究进展

在众多电化学储能技术中,室温钠离子电池除具有能量密度高、循环寿命长的特点外,还具有其他电池体系所不具有的资源丰富和成本低廉的优势,是一种较理想的规模储能电池体系.中国科学院物理研究所自2011年以来致力于低成本、安全环保的钠离子电池技术的研发,在正、负极材料和电解质材料开发中取得了多项原创性的研究成果,并研制出Ah级钠离子软包电池.例如,首次发现Cu~(2+)/Cu~(3+)氧化还原电对高度可逆并设计了Na-Cu-Fe-Mn-O基低成本层状氧化物正极材料;首次通过简单的一步碳化法制备出性价比高的无烟煤基负极材料;首次将一种新型的钠盐NaFSI应用于碳酸酯非水电解质以大幅度提升电极材料的性能等.本文综述了物理所在钠离子电池材料及器件研究中所取得的重要进展和突破,期待经过进一步不懈地努力为实现钠离子电池的产业化做出重要贡献.     

电色显示及其进展

一种新型的显示器——电色显示器正受到人们的广泛重视.显示的基本原理是,在外电场作用下在显示材料中可逆地注入离子和电子,形成着色中心,对可见光引起选择吸收作用,形成着色.颜色可以从无色到深蓝色连续变化.改变电场方向,则离子和电子退出电色材料,着色消失.与光电二极管、液晶显示系统相比,它具有下列优点:大视角、高对比度、耗电少、制造简单、能作大面积平板显示,尤其是它具有着色开路记忆,即着色后去掉器件工作电压仍保持原有颜色、只有加上反向电压时才褪色.因而,这类显示器可广泛用于手表和大屏幕显示. 电色材料可由有机或无机材料…