標籤:電化學 交流阻抗

交流阻抗也叫做電化學阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy,簡寫為 EIS),早期的電化學文獻中稱為交流阻抗(AC Impedance)。阻抗測量原本是電學中研究線性電路網路頻率響應特性的一種方法,引用到研究電極過程,成了電化學研究中的一種實驗方法。

1基本原理

公式
交流阻抗表

  交流阻抗表

對於一個穩定的線性系統M,如以一個角頻率為w的正弦波電信號(電壓或電流)X為激勵信號(在電化學術語中亦稱作擾動信號)輸入該系統,則相應地從該系統輸出一個角頻率也是w的正弦波電信號(電流或電壓)Y,Y即是響應信號。Y與X之間的關係可以用下式來表示:
Y = G( w ) X
如果擾動信號X為正弦波電流信號,而Y為正弦波電壓信號,則稱G為系統M的阻抗 (Impedance)。如果擾動信號X為正弦波電壓信號,而Y為正弦波電流信號,則稱G為系統M的導納 (Admittance)。
由阻抗(導納)的定義可知,對於一個穩定的線性系統,當響應與擾動之間存在唯一的因果性時,阻抗Z與導納Y 都決定於系統的內部結構,都反映該系統的頻響特性,故在Z與Y之間存在唯一的對應關係:Z = 1/Y
G是一個隨頻率變化的矢量,用變數為頻率f或其角頻率w 的複變函數表示。故G的一般表示式可以寫為:
G( w ) = G』( w ) + j G」( w )

2安全概要

試驗迴路應採用隔離調壓器或隔離變壓器
試驗前應按照本手冊的說明,正確連接試驗迴路
儀器面板上的接地端鈕必須就近可靠接地
試驗中,在調壓器有輸出時,避免儀器斷電或斷開測試迴路,以免被試設備和儀器遭受過壓、過流衝擊
為保證人身安全,非生產廠家專業人員請勿拆卸儀器面板
本儀器禁止非專業人員隨意打開機箱插拔、調整內部元器件,以免造成不必要的損失

3技術規格

實時計算
類型
測量範圍
有功功率
±25kW
阻抗
0 - 99.99Ω
記錄容量
2MB永久存儲器,可存儲999次試驗,每次試驗最多可記錄100個點。
顯示屏
5.1」 單色LCD顯示屏;解析度:320×240
長期穩定
溫度範圍:-10 ~+50 ℃
溫度影響:50ppm/℃
長期穩定性:<0.1%/年
儲藏條件
溫度:-25 ~+75 ℃
濕度:20~95%無凝露
重量
7 kg
測試迴路
交流阻抗
現場接線
現場接線示意圖

  現場接線示意圖

進行發電機轉子交流阻抗測試時採用四端接線法,接線方式如圖3.3所示。在測試鉗的兩付導線中,紅色粗導線為電流線,分別接電流端I1、I2;黑色細導線為電壓線,分別接電壓端U1、U2。

4計算

假設電路中各電量頻率統一為f,角頻率為w,則電阻的交流阻抗即為其電阻值R,電感值為L的電感阻抗為jwL(j為虛數單位),電容值為C的電容阻抗為1/(jwC).
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