Электрическая эквивалентная схема ячейки

Рис. 108. Полубесконечный R, С-кабель (а) и эквивалентная электрическая схема ячейки с импедансом Варбурга (6)

Рис. И. Электрическая эквивалентная схема ячейки

Как таковую электропроводность раствора обычно не измеряют, а измеряют обратную ей величину - сопротивление. Полная эквивалентная схема ячейки для измерения электропроводности приведена на рис. 5.2. Наряду с измеряемым сопротивлением в эквивалентную схему входят дополнительные емкостные и активные сопротивления, которые влияют на погрешность измерений. В частности, на границе электрод/раствор электролита возникает двойной электрический слой, емкость которого влияет на сдвиг фаз между током и напряжением, что приводит к ошибкам измерения сопротивления раствора. Ошибки могут быть связаны и с концентрационной поляризацией вследствие изменения концентрации ионов у поверхности электродов при протекании электрохимических реакций. Влияние концентрационной поляризации уменьшается с повышением частоты тока, с уменьшением его плотности и с увеличением концентрации электролита в ячейке. Существуют и другие способы устранения ошибок, вызываемых поляризационными явлениями. [c.153]

Рис. 12. Электрическая эквивалентная схема ячейки для измерения электропроводности, включающая активные и емкостные составляющие, отвечающие элементам схемы и электрохимическим процессам [7].

Рис. 3.4. Основные электрические процессы, происходящие в ячейке для измерения электропроводности (а), и электрическая эквивалентная схема (б)

Рис. 66. Схематическая конструкция емкостной высокочастотной ячейки (а) и ее электрические эквивалентные схемы (б) и (в)

Электрическая эквивалентная схема ячейки и физические процессы, протекающие в ее объеме [c.117]

Рис. 11. Упрощенная электрическая эквивалентная схема ячейки для измерения электропроводности, учитывающая двойной электрический слой на электроде, фарадеевские процессы и миграцию ионов в объеме раствора [7].

Рассмотрим электрическую эквивалентную схему ячейки, представленную на рис. 31. Для определения удельной электропроводности раствора необходимо зпать истинное активное сопротивление раствора Я, которое зависит от концентраций попов и их эквивалепт-ной электропроводпости. Но при измерении сопротивления раствора включаются дополнительные активные и реактизпые сопротивления. Электролитическую ячейку, содержащую электролит с погруженными в него электродами, в принципе можно рассматривать как конденсатор с электродной поверхностью 5 и электродным расстоянием /, заполненный раствором с диэлектрической проницаемостью е. Сопротивление емкости Сг двух параллельных электродов, шунтирующее истинное сопротивление электролита в [c.115]

В электрическую эквивалентную схему электролитической ячейки (рис. 11) кроме истинного активного сопротивления раствора / , зависящего от концентрации ионов и их эквивалентной электропроводности, [c.97]

Чтобы оценить погрешность эксперимента, проводят специальные опыты с моделью ячейки, составленной из конденсаторов и сопротивлений по электрической эквивалентной схеме рис. 23, а. Провода и токоподводы идентичны используемым в реальных условиях. Величины моделирующих элементов схемы подбирают так, чтобы они охватывали диапазон экспериментальных значений. [c.112]

Рис. 5.2. Эквивалентная электрическая схема ячейки для измерения электропроводности

В отсутствие деполяризатора в растворе сопротивление поверхности раздела задается емкостным сопротивлением, при этом фарадеевский импеданс можно рассматривать как бесконечно большую величину. Эквивалентная схема упрощается до схемы с одним сопротивлением электролита и последовательно включенной емкости. Таким образом, можно измерить емкость двойного электрического слоя, определяя, например, общее сопротивление полярографической ячейки с применением импедансного измерительного моста и рассчитывая на основе эквивалентной измерительной схемы емкость поверхности раздела. Так как емкость двойного электрического слоя зависит от потенциала, на электрод надо наложить определенный потенциал (рис. 4.29). Влияние наложенного потенциала на емкость двойного электрического слоя приведено на рис. 4.27. При потенциалах разложения фонового [c.153]

Рис. 35. Измерительная ячейка индуктивного типа а—схема б —электрическая эквивалентная схема (трансформаторная) в —преобразование схемы 6 (последовательная схема).

Приводят эквивалентные электрические проводимости при бесконечном разбавлении, величину постоянной ячейки, результаты оценки погрешности, дают схему ячейки и моста для кондуктомет рических измерений. [c.72]

Если частота переменного тока ниже 10 Гц, то сопротивление электролита не должно зависеть от частоты, поскольку при таких частотах не проявляется эффект релаксации ионной атмосферы. Отсутствие частотной зависимости может служить критерием определения чисто омического сопротивления ячейки. Однако в общем случае импеданс, измеряемый с помощью моста переменного тока, а следовательно, и Са зависят от частоты. Чтобы понять причины этого явления, следует рассмотреть эквивалентную электрическую схему ячейки для измерения электропроводности (рис. 2.7). Каждый из электродов здесь [c.94]

На основе различий в свойствах импеданса емкости двойного электрического слоя и фарадеевского импеданса (зависимость от потенциала электрода, сдвиг фаз тока и напряжения, частотная зависимость, эффект выпрямления) измерить можно только одну из этих величин. Не следует считать на основе эквивалентной измерительной схемы, что фарадеевский импеданс и емкость двойного электрического слоя—две не зависящие друг от друга величины. Обе, включенные параллельно, служат только в качестве модели поверхности раздела электрода и электролита. Часто используют более расширенную модель эквивалентной схемы. При измерении переменнотокового сопротивления в каждом случае получают общий импеданс ячейки и путем соответствующих мероприятий и учитывая различия в свойствах С , и пытаются затем замерить только одну какую-то из этих величин. [c.155]

Рассмотрим включенную в мостовую схему измерительную ячейку. Это не только раствор, но и два металлических электрода, погруженных в раствор. Такая система обладает заметной электрической емкостью вследствие образования на границе электрод — раствор двойного электрического слоя (ДЭС). Измерительная ячейка может быть представлена в виде следующей эквивалентной схемы (рис. УП1.4) здесь R — искомое сопротивление раствора электролита, а остальные величины — это сопротивления (R, и Ra) и емкости (С и Са) ДЭС на границах двух металлических электродов с раствором Сз — емкость системы двух электродов. Вопрос о причинах возникновения ДЭС и его свойствах подробно рассматривается в курсах электрохимии. Здесь мы ограничимся только следующими замечаниями. [c.462]

Вследствие поляризации электродов электролитическая ячейка, как элемент электрической цепи, характеризуется своеобразным свойством имеет не только активное (омическое) сопротивление, но и реактивное (емкостное). В упрощенном виде эквивалентную схему измерительной электролитической ячейки можно представить в виде омического сопротивления и двух конденсаторов, один из которых включен последовательно с со-противлением, а другой — параллельно ему (рис. 88). Вследствие этого полное сопротивление электролитической ячейки, фиксируемое измерительны.ми приборами, не равно омическому [c.143]

Электрохимическая ячейка — это электрическая цепь, проявляющая при изменении на ней потенциала нелинейные свойства. При отсутствии процессов восстановления и окисления ее можно представить упрощенной эквивалентной схемой, включающей омическое (объемное) [c.129]

На рис. 11 схематически представлены основные электрические процессы, происходящие в ячейке для измерения электропроводности при наложении электрического поля. Эквивалентные схемы (рис. 12) позволяют легко рассмотреть влияние этих процессов. Выбор правильной конструкции ячейки или платинирование электродов позволяют свести к минимуму влияние некоторых факторов, зависящих от частоты, тогда как ряд других органически присущ процессу измерения электропроводности. К их числу относятся параллельная емкость, обусловленная диэлектрическими свойствами раствора между электродами емкость двойного электрического слоя, возникающая при образовании обкладки из отрицательных ионов около положительного электрода и наоборот фарадеевский импеданс, связанный с переносом заряда через границу раздела раствор - электрод. Эти эффекты были четко рассмотрены Браунштейном и Роббинсом [7]. [c.48]

При измерениях на частотах ниже 100 МГц исследуемый раствор электролита обычно помещают в ячейку соответствующей конструкции. Простейшим электрическим аналогом системы, состоящей из электродов и находящегося между ними раствора электролита, является параллельное соединение проводимости и емкости. В общем случае такая эквивалентная схема не будет адекватным электрическим аналогом исследуемой системы на всех частотах, но для целей данного обсуждения можно принять, что влияние индуктивности проводов, поляризации электродов, паразитных емкостей и т.д. или учтено соответствующими поправками или вовсе исключено. [c.308]

Рис. I. Схема измерительной установки (а) и эквивалентные электрические схемы ячейки из окрашенного и вспомогательного электродов покрытие обладает высокими изолирующими свойствами (б), С1 — емкость, Яг — сопротивление окрашенного электрода покрытие обладает сквозной проводимостью (в) (общий случай), Сз — электрохимическая емкость на дне пор г— сопротивление электролита в порах Д — активное сопротивление

Из анализа выражения для полного сопротивления последовательной эквивалентной электрической схемы ячейки следует, что активная составляющая полного сопротивления цепи [Л. 1] [c.13]

Анализ эквивалентных схем высокочастотных кондуктометрических датчиков дает две группы уравнений функциональной связи электрических параметров ячейки с физико-химическими параметрами измеряемой среды. [c.39]

К точкам а и Ь (т. е. к электродам) подается поляризующее напряжение от задающего устройства Е с внутренним сопротивлением через измерительное сапротивле-ние Яи- Величина элементов эквивалентной схемы ячейки не остается постоянной, а зависит от условий эксперимента. Так, Лоб зависит от концентрации фонового раствора и не зависит от потенциала электрода. Так, Яг обратно пропорционально константе скорости реакции, а для обратимого процесса равно нулю. Емкость двойного электрического слоя С зависит от потенциала электрода, природы фонового раствора и присутствия поверхностно-активных веществ в растворе. [c.48]

В электрическую эквивалентную схему электролитической ячейки (рис. 24) кроме истинного активного сопротивления раствора К, зависящего от концентрации ионов и их эквивалентной электропроводности, входят дополнительные активные и реактивные сопротивления, возникающие в ячейке при измерении сопротивления. Электролитическую ячейку — сосуд той или иной формы, содержащий электролит с погруженными в него электродами, в принципе можно рассматривать как конденсатор с электродной поверхностью 5, электродным расстоянием /, заполненный раствором с диэлектрической проницаемостью е. Сопротивление емкости Сг, шунтирующее истинное сопротивление элек- [c.117]

Эквивалентная электрохимическая схема ячейки с поляризуемым электродом в электрическом отношении идентична весьма сложной комбинации емкостей и сопротивлений. Однако в переменном токе ЭЭС ячейки формально можно упростить до двух элементов— емкостного и активного, соединенных последовательно или параллельно. При этом соблюдают условия, чтобы общее сопротивление Z (импеданс), а также фазовый угол б полученной схемы замещения совпадали с величинами Z и б электрического эквивалента. Наибольшее распространение нашла последовательная схема замещения, содержащая экспериментально определяемые Ст и Яяч, которые в общем случае изменяются с частотой. Исследуя частотную зависимость Ст и Яяч, можно выявить истинную ЭЭС, определить ве.личины.еЁ.структуриых. элементов и получить информацию [c.48]

Поскольку некоторые вольтамперометрические методы основаны на измерении отклика исследуемой системы на малосигнальное воздействие, целесообразно рассмотреть электрическую модель (эквивалентную электрическую схему) ячейки по отношению к малому переменному сигналу с учетом условий, которые были приняты для математической модели. При этом более подробно рассмотрим эквивалентную схему для стационарного электрода, имея в виду,, что она применима для нестационарных электродов в тех случаях, когда скорость изменения площади электрода много меньше скорости изменения переменного сигнала, а вкладом конвективной составляющей массопереноса по сравнению с диффузией можно пренебречь. [c.302]

Первый электрический прибор, сравнимый по точности с лучшими оптическими детекторами, был описан Гордоном и др. [34]. Эти авторы, по существу, использовали кондуктометрический метод, в котором измеряли на переменном токе сопротивление в канале, где движется граница, с помощью восьми небольших платиновых полосок (толщиной 0,01 мм и шириной 1,0 мм), впаянных в противоположные концы канала. В конструкцию ячейки, аналогичной изображенной на рис. 9,6, для изоляции проводов, идущих к микроэлектродам-зондам, от земли были внесены заметные усложнения. Для регистрации сопротивления между микроэлектродами-зондами применяли довольно простую цепь переменного тока, схематически представленную на рис. 14. Ячейку изолировали от остальной части электрической схемы двумя большими конденсаторами и емкостью 0,02 мкФ, что позволяет проводить измерения с помощью переменного тока, не прерывая постоянный. Генератор колебаний с частотой 20 кГц дает на переменном сопротивлении напряжение 1 В. Падение напряжения на фиксированном сопротивлении усиливается и после выпрямления транзистором Т регистрируется самописцем фирмы "Эстер-лайн-Энгус с пружинным приводом. Установлено, что величина Дс, определенная по выходному сигналу в соответствии с анализом эквивалентной схемы, завышена на 10%. Это обусловлено, по-видимому. [c.103]

В высокочастотных титрометрах второго типа—Q-мeтpax используется влияние ячейки на электрические параметры генератора. На рис. 203 изображена одна из схем Q-мeт-рического титрования. В этой схеме ячейка 1 индуктивно при помощи катушки 2 связана с колебательным контуром генератора 3. Изменение электропроводности раствора в ячейке вызывает изменение потерь в колебательном контуре генератора, что приводит к изменениям сеточного тока, измеряемого микроамперметром 4, и анодного тока," измеряемого микроамперметром 5. Наблюдение сеточного тока удобнее, чем анодного тока. В точке эквивалентности происходит резкое изменение сеточного тока. [c.358]

Процессы, протекающие в электрохимических системах, достаточно сложны. Для облегчения их представления широко пользуются методами моделирования. При этом полярографическая ячейка представляется в виде различных эквивалентных электрических схем. Их эквивалентность состоит в том, что при наложении на них заданного переменного напряжения через схемы течет такой же ток, который протекал бы через полярографическую ячейку при наложении на нее такого же переменного напряжения. Рассмотрение особенностей поведения полярографической ячейки в условиях ВПТ первого порядка показало, что ей эквивалентны электрические схемы, содержащие соединенные соответствующим образом конденсаторы и резисторы. При этом емкость двойного слоя можно представить в виде конденсатора с емкостью Сдв, а омическое сопротивление в цепи ячейки — в виде резистора с сопротивлением В. Электрохимическая реакция моделируется в виде комплексного сопротивления 2ф (фарадеевского импеданса). Эквивалентные схемы, учитывающие все особенности электрохимических процессов, достаточно сложны [10]. На практике часто достаточно применения упрощенных схем, в которых, например, фарадеевский импеданс представляют в виде двух групп составляющих. В первую группу входят элементы, моделирующие процесс диффузионной доставки ЭАВ к поверхности электрода,— резистор с сопротивлением / п, называемым поляризационным сопротивлением, и конденсатор с емкостью С , называемой псевдоемкостью. Сопротивление псевдо-емкости Х5 = 2п1Св, где — частота переменного поляризующего напряжения, равно Кп. [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология