Study of electrically induced orientational ordering in mineral oils on the example OF ORLEN OIL TRAFO EN

• Autorzy: Izdebski M. , Adamus M. , Jóźwiak E. , Ledzion R.

Warianty tytułu

PL

Badanie indukowanego elektrycznie orientacyjnego porządkowania w olejach mineralnych na przykładzie oleju transformatorowego ORLEN TRAFO EN

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A simple model of orientational ordering of molecules in the liquid under the influence of an applied sinusoidal electric field of low frequency is presented. The predicted theoretical dependencies of linear birefringence and light transmission coefficients on the intensity of the applied field were confirmed by experimental data obtained for transformer oil ORLEN OIL TRAFO EN. It was found that the intensity of orientational effects in the oil depends strongly not only on the current conditions, but also on the thermal history of the sample. Furthermore it is shown that the minimum amount of dissolved contaminants (e.g. polyethylene) strongly increases the effects. The results suggest that it is necessary to reconsider the techniques for measuring the Kerr effect in liquids associated with deformation of electron cloud, because the traditional approach does not take into account the orientational effects occurring simultaneously with the Kerr effect.

PL

Przedstawiono prosty model orientacyjnego porządkowania molekuł cieczy pod wpływem przyłożonego sinusoidalnie zmiennego pola elektrycznego niskiej częstotliwości. Teoretyczne zależności liniowej dwójłomności oraz współczynników transmisji światła od natężenia przyłożonego pola zostały potwierdzone przez dane doświadczalne otrzymane dla oleju transformatorowego ORLEN TRAFO EN. Stwierdzono, że intensywność efektów orientacyjnych w tym oleju zależy silnie nie tylko od bieżących warunków, lecz także od termicznej historii próbki. Ponadto pokazano, że minimalny dodatek rozpuszczonych zanieczyszczeń (np. polietylenu) może zdecydowanie wzmocnić te efekty. Otrzymane wyniki sugerują, że należy ponownie rozważyć techniki pomiaru efektu Kerra w cieczach, związanego z deformacją chmury elektronowej, gdyż tradycyjne podejście nie uwzględnia efektów orientacyjnych, które występują jednocześnie z efektem Kerra.

Słowa kluczowe

EN

orientational ordering; mineral oil; polarimetric technique; low birefringence liquid; linear dichroism

PL

porządkowanie orientacyjne; oleje mineralne; technika polaryzacyjno-optyczna; ciecze o niskiej dwójłomności; dichroizm liniowy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 37
• Strony: 31--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., 1 rys., wykr.

Twórcy

autor

Izdebski M.

• Institute of Physics, Lodz University of Technology, Wólczańska 219, 90-924 Łódź, Poland

autor

Adamus M.

• Institute of Physics, Lodz University of Technology, Wólczańska 219, 90-924 Łódź, Poland

autor

Jóźwiak E.

• Institute of Physics, Lodz University of Technology, Wólczańska 219, 90-924 Łódź, Poland

autor

Ledzion R.

• Institute of Physics, Lodz University of Technology, Wólczańska 219, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] Sirotin Yu.I., Shaskolskaya M.P. 1982. Fundamentals of crystal physics, Moscow: Mir Publishers.
• [2] Stoylov S.P., Stiomenova M. (eds.). 2006. Molecular and colloid electro-optics. Boca Raton FL: CRC Press LLC.
• [3] Nakamura K., Kato K., Koide H., Hatta Y., Okubo H. 2006. Fundamental property of electric field in rapeseed ester oil based on Kerr electro optic measurements. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 13: 601-607.
• [4] Abd Elsalam M., Abdel Salam M., Wiitanen D., Perger W. 1993. A new laser voltmeter. Measurement Science and Technology 4: 311-320.
• [5] Kucharczyk W., Ledzion R., Górski P. 2014. The effect of aging of transformer oil on the magnitude and temperature dependence of its Kerr constant. Przegląd elektrotechniczny 12: 40-42.
• [6] Stępień M., Ledzion R., Górski P., Kucharczyk W. 2012. Effect of ageing on the magnitude and temperature dependence of the Kerr constant in the castor oil used in pharmacy. Sci. Bull. Lodz Univ. Tech., s. Physics 33: 89-95.
• [7] Górski P., Ledzion R., Sadowski M., Kucharczyk W. 2009. Effect of temperature on the refractive index and Kerr effect of the transformer oil Nynas Nytro Taurus, Sci. Bull. Tech. Univ. Lodz, s. Physics 30: 29-34.
• [8] Ledzion R., Bondarczuk K., Górski P., Kucharczyk W. 1999. Kerr constants of some mineral and silicone oils. Quantum Electronics 29: 739-741.
• [9] Izdebski M. 2012. Effect of optical activity on electro-optic measurements in crystals of the potassium dihydrogen phosphate family, J. Appl. Cryst. 45: 950-962.
• [10] Boeker E., van Grondelle R. 1999. Environmental Physics. Second edition, Chichester: John Willey & Sons.
• [11] Kielich S. 1970. Light scattering in solutions of rigid asymmetric biomacromolecules aligned in an electric or magnetic field, Acta Phys. Polon. A 37: 447-467.
• [12] Pochylski M., Calandra P., Aliotta F., Ponterio R.C. 2014. Electrically induced birefringence in nanoparticle dispersions for electrorheological applications, J. Phys. D: Appl. Phys. 47: article id. 465301.
• [13] O’Konski C.T., Yoshioka K., Orttung W.H. 1959. Electric properties of macromolecules. IV. Determination of electric and optical parameters from saturation of electric birefringence in solutions. J. Phys. Chem. 63: 1558-1565.
• [14] Ścierski J., Ratajczyk F. 1984. The Jones matrix of the real dichroic elliptic object. Optik (Stuttgart) 68: 121-125.
• [15] Ratajczyk F. 2000. Dwójłomność i polaryzacja optyczna, Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• [16] General features of ORLEN OIL TRAFO EN available on: http://www.orlenoil.pl/EN/OurOffer/Products/Pages/produkt.aspx?produkt=ORLEN_OIL_TRAFO_EN.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).