文档介绍：交流阻抗分析和扩散系数分析
——锡钴碳组
成志博
邹小丽
黄燕玲
交流阻抗测试分析介绍
电化学阻抗法是电化学测量的重要方法之一。以小振幅的正弦波电势(或电流)为扰动信号,使电极系统产生近似线性关系的响应,测量电极系统在很宽频率范围的阻抗谱,以此来研究电极系统的方法就是电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy ——EIS),又称交流阻抗法(AC Impedance)。电极过程模拟为由电阻与电容串、并联组成的等效电路,并通过阻抗图谱测得各元件的大小,来分析电化学系统的结构和电极过程的性质等。
电极电势的振幅限制在10mV以下,更严格时为5mV以下。
交流阻抗测试分析介绍
电化学系统的交流阻抗的含义
给黑箱(电化学系统M)输入一个扰动函数X,它就会输出一个响应信号Y。用来描述扰动与响应之间关系的函数,称为传输函数G()。若系统的内部结构是线性的稳定结构,则输出信号就是扰动信号的线性函数。
X
Y
G()
M
Y=G()X
如果X为角频率为的正弦波电势信号,则Y即为角频率也
为的正弦电流信号,此时,频响函数G()就称之为系统
M的导纳(admittance), 用Y表示。
阻抗和导纳统称为阻纳(immittance), 用G表示。阻抗和
导纳互为倒数关系,Z=1/Y。
如果X为角频率为的正弦波电流信号,则Y即为角频率也
为的正弦电势信号,此时,传输函数G()也是频率的函
数,称为频响函数,这个频响函数就称之为系统M的阻抗
(impedance), 用Z表示。
Y/X=G()
交流阻抗测试分析介绍
正弦波交流电电压随时间作正弦波变化的表示式:
交流电压作为矢量在复数平面中可以表示为:

根据欧拉公式用指数形式表示复数时则为:
交流电压的几种数学表示式
由纯电阻R组成电路的交流阻抗
交流电压
交流电流
交流电流与电压相位相同,阻抗ZR = V/I= R,阻抗ZR为一实数且等于纯电阻R,交变电压与电流的相位相同(相位角)
由纯电容C组成电路的交流阻抗
交流电压
交流电流
阻抗
阻抗ZC为一共轭复数,交变电流的相位比电压超前90度(相位角)
电阻R与电容C并联组成电路的交流阻抗
电路图:
阻抗倒数:
电路阻抗:
Cp
Rp
Bode图
阻抗模:
相位: