льність струму провідності визначається законом Ома. Далеко від краплі напруженість електричного поля дорівнює напруженості зовнішнього поля, а швидкість руху навколишнього краплю рідини дорівнює нулю. У початковій області значень напруженості електричного поля, коли швидкість індукованого ним руху мала, конвективним перенесенням заряду можна нехтувати. Тоді, в даному наближенні система рівнянь (4.46) - (4.47) для малих стаціонарних відхилень форми краплі від сферичної в змінному однорідному електричному полі з кутовою частотою П‰ , рівняння поверхні якої у сферичній системі координат має вигляд
, дає, де
(4.49)
-
максвеловское час релаксації вільного заряду. Співвідношення (4.49) позволя ет виявити ряд характерних особливостей поведінки краплі в електричному полі. В області значень фізичних параметрів краплі і навколишнього її рідини, в якій
(4.50)
крапля сплюснута уздовж вектора Е [168]. Критичне значення частоти, за якої відбувається відновлення сферичної форми краплі, визначається з співвідношення:
(4.51)
Так як при Оµ 1 /Оµ 2 = Оі 1 /Оі 2 (Як легко переконатися з співвідношення (4.49)), деформація краплі від частоти електричного поля не залежить, то при зазначеному співвідношенні електрофізичних параметрів змінюється характер частотної залежності краплі. При Оµ l /Оµ 2 <Оі 1 /Оі 2 ступінь розтягування краплі вздовж вектора напруженості поля з ростом частоти зменшується, а при Оµ l /Оµ 2 > Оі 1 /Оі 2 збільшується. p> Таким чином, отримані результати показують, що принципову роль у поведінці мікрокрапель магнітної рідини грають вільні заряди на міжфазних межах. Істотне значення при цьому має і рідкий стан гетерогенних включень. Дійсно, в протилежному випадку, внаслідок прагнення анізотропного тіла в електричному полі орієнтуватися в напрямку, якому відповідає мінімальне значення коефіцієнта деполяризації, стійкий стан тіла в вигляді сплюсненого вздовж електричного поля еліпсоїда було б неможливим. У випадку рідких крапель подібне положення може виявитися в області достатньо слабких полів стійким, завдяки явищу релаксації її форми. При цьому, рівняння для тензора анізотропії для таких середовищ можна запропонувати у вигляді:
В
де О¶ 0 - Рівноважне значення тензора анізотропії середовища в електричному полі; П„ - Час релаксації анізотропії форми крапель, рівне
В
Якщо характерний час повороту краплі в електричному полі (- коефіцієнт обертального тертя краплі) більше часу релаксації її форми П„ , то може зберігати стійкість форма у вигляді розташованого впоперек електричного поля диска.
У разі сплющивания краплі в низькочастотному діапазоні змінного електричного поля можлива компенсація її деформації за допомогою додаткового впливу сонаправленнимі з електричним магнітного поля. Це явище визначає ряд властивостей магнітних рідин з мікрокраплинної структурою, проявляються ними в магнітних і електричних полях. Виникаюча при спільній дії слабких електричного і магнітного полів анізотропія такий емульсії, коли ступінь відхилення форми крапель від сферичної мала, представляється у вигляді суперпозиції анізотропії, що наводяться кожним з полів окремо [175]. Тоді
(4. 52)
де h - Одиничний вектор уздовж напрямку постійного магнітного поля. Для ексцентриситету слабо деформованої в магнітному полі краплі отримане в [152] співвідношення в граничному випадку малих е дає формулу
(4.53)
яка збігається з відповідною формулою для деформації краплі в електричному полі високої частоти при заміні Оµ на Ој і значення напруженості електричного поля на його ефективне значення. У результаті для сумарної магнітної анізотропії емульсії при сонаправленнимі дії змінного електричного і постійного магнітного полів маємо:
(4.54)
З співвідношення (4.54) видно, що в разі виконання нерівності (4.50) існує така напруженість постійного магнітного поля, сонаправленнимі електричному, при якій результуюча анізотропія емульсії відсутня. Це має місце при напруженості магнітного поля, квадрат якої дорівнює:
(4.55)
Експериментальне дослідження ефекту компенсації деформації крапель здійснювалось за допомогою спостережень в оптичний мікроскоп. При цьому, використовувалася осередок для оптичних спостережень деформації мікрокрапель в електричному полі, доповнена котушками Гельмгольца в якості намагничивающей системи. Спостереження здійснювалися таким чином. Вибиралася крапля для дослідження. На електроди осередки подавалося напруга, що вимірюється за допомогою цифрового вольтметра. При цьому крапля деформувалася (сплющувалася)...
