电化学交流阻抗测量原理ppt.ppt
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1、 电化学交流阻抗测量原理 阻抗基本定义:对于一个稳定的线性系统M,如果以一个角频率为的正弦波电信 号 X(电压或电流)输入该系统,相应的从该系统输出一个角频 率为 的正弦波电信号Y(电流或电压),此时 线性系统的频响 函数 G=Y/X就是阻抗或导纳。X Y G=Y/X 欧姆定律:E(电压)=I(电流)Z(阻抗)M 电化学交流阻抗测量原理 直流电阻:可看做频率为0时的交流阻抗 交流阻抗测量条件:因果性,线性,稳定性,有限性。正弦波电位扰动幅度:通常5 10mV交流电压(Voltage):Et=E0sin(t)交流电流(Current):It=I0sin(t+)交流阻抗(Z):Z=Et/It 交流
2、导纳(Y):Y=It/Et交流阻抗矢量(或复数)表示法:Ztotal=Zreal +Zimag (实部)(虚部)阻抗模值:|Z|2=Zreal2 +Zimag2=E0/I0 相位角:tan=-Zimag/Zreal 其中:=2f,f为交流电信号频率 电化学交流阻抗测量原理交流阻抗测量原理等效电路元件频率响应电阻():Z=R;=0电容(C):Z=1/jC;=-90电感(L):Z=jL;=90常相位角元件(CPE)Z=(1/0V)(j/0)-;Thales表示法 Z=(1/Q)(j)-;Zman表示法 Z=A(j)-;Gamry表示法 其中:=2f,0=21000 =0时电阻;=1时电容;=0.5
3、时Warburg阻抗 =-1时电感;扩散阻抗(Warburg)Zw=W (j)-1/2;Thales表示法 Zw=W-1 (j)-1/2;Zman表示法 Zw=W (j)-1/2;Gamry表示法 等效电路元件频率响应 电化学交流阻抗等效电路模型 用电子元件构建电路模型,通过拟合计算元件参数值,使得该电路模型的交流阻抗谱图与实际测量的交流阻抗谱图一致 交流阻抗谱图拟合得到的等效电路不是唯一的,必须针对实际的被测量体系进行合理的物理过程解释,对等效电路中的每个元件说明其物理意义。ZHIT转换:将相位对频率变化的曲线经过ZHIT转换后 得到阻抗模值随频率的变化曲线。K-K转换(Kramers-Kr
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