交流阻抗的基本原理

作者&投稿:尉薛 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
交流阻抗谱的原理~

交流阻抗谱方法是一种以小振幅的正弦波电位为扰动信号的电测量方法。由于以小振幅的电信号对体系进行扰动,一方面可避免对体系产生大的影响,另一方面也使得扰动与体系的响应之间近似呈线形关系,这就使得测量结果的数学处理变得简单。同时它又是一种频率域的测量方法,通过在很宽的频率范围内测量阻抗来研究电极系统,因而得到比其他常规的电化学方法更多的动力学信息及电极界面结构的信息 。如果对系统施加一个正弦波电信号作为扰动信号,则相应地系统产生一个与扰动信号相同频率的响应信号。为时间。如果对体系施加如式(1)的正弦信号,则体系产生如式(2)的响应信号由不同的频率的响应信号与扰动信号之间的比值,可以得到不同频率下阻抗的模值与相位角,并且通过式(4)和式(5)可以进一步得到实部与虚部。通常人们通过研究实部和虚部构成复阻抗平面图及频率与模的关系图和频率与相角的关系图(二者合称为Bode图)来获得研究体系内部的有用信息。

交流阻抗技术是电化学暂态技术的一种。常用的是正弦波交流阻抗技术。控制电极电流(或电极电势)使按正弦波规律随时间小幅度变化,同时测量作为其响应的电极电势(或电流)随时间的变化规律。这一响应经常以直接测得的电极系统的交流阻抗Z或导纳Y来代替。电极阻抗一般用复数表示,即Z=Z′-jZ ″(或Y=Y′-jY″),虚部常是电容性的,因此Z ″前用负号。测量电极阻抗的方法总是围绕解决测量实部和虚部这两个成分或模和相位角。

当电极系统受到一个正弦波形电压(电流)的交流讯号的扰动时,会产生一个相应的电流(电压)响应讯号,由这些讯号可以得到电极的阻抗或导纳。一系列频率的正弦波讯号产生的阻抗频谱,称为电化学阻抗谱。 对于一个稳定的线性系统M,如以一个角频率为w的正弦波电信号(电压或电流)X为激励信号(在电化学术语中亦称作扰动信号)输入该系统,则相应地从该系统输出一个角频率也是w的正弦波电信号(电流或电压)Y,Y即是响应信号。Y与X之间的关系可以用下式来表示:
Y = G( w ) X
如果扰动信号X为正弦波电流信号,而Y为正弦波电压信号,则称G为系统M的阻抗 (Impedance)。如果扰动信号X为正弦波电压信号,而Y为正弦波电流信号,则称G为系统M的导纳 (Admittance)。
由阻抗(导纳)的定义可知,对于一个稳定的线性系统,当响应与扰动之间存在唯一的因果性时,阻抗Z与导纳Y 都决定于系统的内部结构,都反映该系统的频响特性,故在Z与Y之间存在唯一的对应关系:Z = 1/Y
G是一个随频率变化的矢量,用变量为频率f或其角频率w 的复变函数表示。故G的一般表示式可以写为:
G( w ) = G’( w ) + j G”( w ) 电化学阻抗谱方法是一种以小振幅的正弦波电位(或电流)为扰动信号的电化学测量方法。由于以小振幅的电信号对体系扰动,一方面可避免对体系产生大的影响,另一方面也使得扰动与体系的响应之间近似呈线性关系,这就使测量结果的数学处理变得简单。交流阻抗法就是以不同频率的小幅值正弦波扰动信号作用于电极系统,由电极系统的响应与扰动信号之间的关系得到的电极阻抗,推测电极的等效电路,进而可以分析电极系统所包含的动力学过程及其机理,由等效电路中有关元件的参数值估算电极系统的动力学参数,如电极双电层电容,电荷转移过程的反应电阻,扩散传质过程参数等。
一个电极体系在小幅度的扰动信号作用下,各种动力学过程的响应与扰动信号之间呈线形关系,可以把每个动力学过程用电学上的一个线性元件或几个线性元件的组合来表示。如电荷转移过程可以用一个电阻来表示,双电层充放电过程用一个电容的充放电过程来表示。这样就把电化学动力学过程用一个等效电路来描述,通过对电极系统的扰动响应求得等效电路各元件的数值,从而推断电极体系的反应机理。
同时,电化学阻抗谱方法又是一种频率域的测量方法,它以测量得到的频率范围很宽的阻抗谱来研究电极系统,因而能比其他常规的电化学方法得到更多的动力学信息及电极界面结构的信息。 面板布置如图3.2所示,面板上各元件名称和功能如下:
① 输入端:接调压器输出端;
② U1、U2:电压测量端钮;
③ I1、 I2:电流测量端钮;
④ 接地端钮;
⑤ 工作电源插座及开关;

⑥ 热敏打印机;
⑦ 旋转编码开关及左右键;
⑧ 液晶显示器;
⑨ USB通讯口;
⑩ 蜂鸣器。 进行发电机转子交流阻抗测试时采用四端接线法,接线方式如图3.3所示。在测试钳的两付导线中,红色粗导线为电流线,分别接电流端I1、I2;黑色细导线为电压线,分别接电压端U1、U2。




电池内阻的测定原理是什么?
在探索锂离子电池性能的神秘世界中,DCIR、ACIR和EIS是三大关键测试工具,它们各自揭示电池内部的电阻、阻抗特性与电导率,为深入理解电池工作原理提供了窗口。这些测试方法揭示的是电池内阻的多元面,包括欧姆内阻(离子、电子与接触电阻)、界面阻抗、电荷转移阻抗和扩散阻抗,以及极化内阻的复杂交互作用。在...

了解变压器短路阻抗原理
同时,短路阻抗还与短路电流及变压器承受的电动力相关。阻抗小的变压器在短路时电流大,承受的电动力也更大;反之,阻抗大的变压器短路电流小,电动力较小。总的来说,理解变压器的短路阻抗原理对于变压器的运行管理和维护至关重要。如果你对相关知识有进一步的需求或考虑采购,请直接联系我们的编辑获取详细...

谁知道电源变压器的工作原理?
变压器变换交流电压、电流阻抗器件,初级线圈通交流电流,铁芯(或磁芯)便产交流磁通,使级线圈应电压(或电流).变压器由铁芯(或磁芯)线圈组,线圈两或两绕组,其接电源绕组叫初级线圈,其余绕组叫级线圈.变压器基本原理电磁应原理,现单相双绕组变压器例说明其基本工作原理(图):侧绕组加电压1,流电流1,铁芯产交...

自力式压差控制阀工作原理
△P=Kqm²。式中,△P为管路总阻力,K为管路阻抗,qm为流量。由上式可知,管路阻力与质量流量的二次方及管路阻抗成正比。当流量变化时,上膜室压力P2变化导致阀芯上下移动。这使流通截面积A及相应的流量系数改变,以调整阀内系统总阻力的变化,使△Pi基本保持不变。

电流表的阻抗越大,电压表的阻抗怎么变化
电流表的阻抗(内阻)越大,电压表的阻抗(内阻)越小。因为电流表和电压表都是用来测量电流和电压的仪器,工作原理不同。电流表相当于一个可变的电阻,阻抗会随着流经的电流大小而变化;而电压表则相当于一个固定的电阻,阻抗不会随着流经的电流大小而变化。

变压器变换阻抗的原理是什么?
阻抗是电感电路特有的交流电阻,是直流电阻和感抗的矢量和。变压器中:1.直流电阻的大小与线圈的导线材料、直径、长度有关。2.感抗的大小与线圈的磁通量、磁场变化频率、线圈匝数有关;当磁通量和磁场变化频 率一定时,感抗与线圈匝数成正比。(其实质和变压的原理相同,在匹配时可根据阻抗匹配,也可根据...

阻抗分析仪工作的原理是什么
阻抗分析仪工作原理阻抗分析仪的工作原理基于阻抗的定义,阻抗是一种用来表示电学系统中电流与电压的相对关系的物理量。阻抗分析仪通过在电子电路中引入一个小幅度的频率可变的电压,然后通过测量该电压产生的电流来推断电路的阻抗。用于测量的频率一般在频谱的高频部分,以确保电路内的静态电阻和电感不影响测量...

绝缘阻抗测试原理是什么?
基本工作原理是:将被测仪器在电压测试仪输出的测试高压下产生的漏电流与预设判断电流的比值进行比较。如果检测到的漏电流小于预设值,则仪器通过测试,当检测到的漏电流大于判断电流时,瞬间切断测试电压并发出声光报警,确定电压被测部件的承受强度。b) 绝缘阻抗:我们知道绝缘阻抗测试的电压一般为500V或...

电磁感应现象在生活中的应用有哪些
动圈麦克风的工作原理是以人声通过空气使震膜震动,然后在震膜上的线圈绕组和环绕在动圈麦头的磁铁形成磁力场切割,形成微弱的电流。驻极体麦克风的工作原理是以人声通过空气使震膜震动,从而然后上震膜和下金属铁片的距离产生变化,使其电容改变,形成电流阻抗。而声卡的MICIN是对阻抗性的信号进行放大,也...

主变阻抗保护如何实现?
需要注意的是,主变阻抗保护通常还与其他保护方案和装置配合使用,例如差动保护、过流保护等,以提供更全面的保护和安全性。请注意,上述步骤提供了主变阻抗保护的基本实现原理,实际的保护系统可能有所不同,具体的配置和设置可能因厂家和应用而异。在设计和应用主变阻抗保护时,建议参考相关的技术规范、...

彭州市18920088973: 交流阻抗 - 搜狗百科
采盛千红: 当电极系统受到一个正弦波形电压(电流)的交流讯号的扰动时,会产生一个相应的电流(电压)响应讯号,由这些讯号可以得到电极的阻抗或导纳.一系列频率的正弦波讯号产生的阻抗频谱,称为电化学阻抗谱. 对于一个稳定的线性系统M,...

彭州市18920088973: 容抗阻碍交流电原理 -
采盛千红: 交流电是能够通过电容的,但是将电容器接入交流电路中时,电容器极板上所带电荷对定向移动的电荷具有阻碍作用,物理学上把这种阻碍作用称为容抗,用字母Xc表示.所以电容对交流电仍然有阻碍作用.电容对交流电的阻碍作用叫做容抗....

彭州市18920088973: 四线法阻抗测量的具体原理?谢谢 -
采盛千红: 阻抗测量的原理的就是两根线输出电压,另外两根线测量电流.或者对于电阻较小的情况是,两根线输出电流,另外两根线测量电压.然后根据 基尔霍夫定律计算得到 阻抗.

彭州市18920088973: 什么叫做交流阻抗?
采盛千红: 交流阻抗也叫做电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,简写为 EIS),早期的电化学文献中称为交流阻抗(AC Impedance).阻抗测量原本是电学中研究线性电路网络频率响应特性的一种方法,引用到研究电极过程,成了电化学研究中的一种实验方法.

彭州市18920088973: 交流阻抗测试(AC)的原理和方法是什么?
采盛千红: 交流阻抗谱法是交流法测量电导率的发展,它通过往测试体系上施加一个频率可变的正弦波电压微扰,测试其阻抗的频率响应,来得到固体电解质和界面的相应参数.对于一个电池体系(包括电解质和电极),当施加一个正弦波微扰信号: (2-...

彭州市18920088973: 射频阻抗1+j2什么意思 -
采盛千红: 交流阻抗既有电阻分量又有电感分量以复数形式表示,这是电路原理的基本概念

彭州市18920088973: 变压器变换阻抗的原理是什么? -
采盛千红: 阻抗是电感电路特有的交流电阻,是直流电阻和感抗的矢量和. 变压器中: 1.直流电阻的大小与线圈的导线材料、直径、长度有关. 2.感抗的大小与线圈的磁通量、磁场变化频率、线圈匝数有关;当磁通量和磁场变化频 率一定时,感抗与线圈匝数成正比.(其实质和变压的原理相同,在匹配时可根据阻抗匹配,也可根据电压匹配.).

彭州市18920088973: 为什么电感能够通直流阻断交流 -
采盛千红:感抗公式XL=2派fL.电感不是阻断交流,而是对交流相对直流呈较大阻抗,频率越高阻抗越大.原理是既有的电流产生的磁场反抗电流变化.所以必然有电流才有感抗.电容工作原理不同,频率越高阻抗越小,确实是可以阻断直流的.

彭州市18920088973: 直流线圈与交流线圈的区别
采盛千红: 直流线圈与交流线圈在结构上不一定都有区别,但由于所用电源不同,其匝数、线径甚至漆包线的型号(不一定都是QZ型漆包线)都不同,设计原理和参数更是不同. 直流线圈的阻抗,就是它本身电阻,I=U/R 交流线圈的阻抗,就是它本身电阻+交流阻抗,I=U/R+XL 直流线圈由于发热较大,一般外型细而长,以利于散热,交流线圈由于主要是电抗大于电阻,发热量比直流线圈小,所以它的外型区短而粗 同样功率的线圈,直流线圈比交流线圈体积大. 直流线圈功率因数较交流线圈低,但直流线圈通电时无噪声,交流线圈则有噪声. 基于以上特点,直流线圈一般用于小功率电路,交流线圈则可用于各种功率线路. 直流线圈的铁芯与交流线圈的铁芯也不尽相同,这里不做具体说明了.

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网