交流阻抗测试(AC)的原理和方法是什么?
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:
(2-1)
(其中U为电压有效值,ω为角频率,ω=2πf,f为交流频率,t为时间, 为电压初相位, ,Re为取实部。)
回路所产生的电流一般也为正弦波,可以写为:
(2-2)
定义:电压相量
电流相量
则测量体系的阻抗可以表示为:
(2-3)
例如,对于纯电阻R, ;
对于纯电容C,
对于纯电感 L,
对于一个电阻R 和电容C并联的电路,其阻抗为:
(2-4)
一般是把不同频率下测得的阻抗( )和容抗( )作复数平面图,横坐标为 ,纵坐标为 ,得到的图称为阻抗谱图(也称Nyquist图)。
呵呵,公式跟图贴不上来。要是还想知道更多,跟我联系吧。我很多试验都作阻抗~~~
阻抗和交流电阻的区别是什么样的
在交流电路中,除电阻外,还有电感和电容等皆有阻碍电流作用,通常将阻止交流电流作用的部分,总称为「阻抗」.例如在直流电领域中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已.电阻小的物质称作良导体,电阻很大的物质称作非导体.而在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用.电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗.它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小.此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和.
由于阻抗的单位仍是欧姆,也同样适用欧姆定律,因此一言以蔽之,在相同电压下,阻抗愈高将流过愈少的电流,阻抗愈低会流过愈多的电流.
直流电阻直流电阻就是元件通上直流电,所呈现出的电阻,即元件固有的,静态的电阻.直流电阻适用欧姆定律R=U/I.
交流电阻一般指阻抗.在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗.阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻(R),虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗(xc) ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗(xL),电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗.阻抗的单位是欧.阻抗的计算要用向量计算,即Z=√[R^2+(xL-xc)^2].
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。
求助,图上的等效电路和时间常数分析
解:t=0-时,电路处于稳态,电感相当于短路。因此电感电流为: I(0-)=24/4=6(A)。 t=0+,根据换路定律,I(0+)=I(0-)=6A。——电感电流初始值。 t=∞,电感再次相当于短路。I(∞)=24/(8+4)=2(A)。——电感电流稳态值。 电压源短路,从电感断开处,得到电路等效电阻为:R=4+8=12Ω,所以时间常数为: τ=L/R=16/12=4/3(s)。
论文中的阻抗谱图一般放拟合后的数据还是实际测的数据
用交流阻抗谱算出电容
1、通过搭建合适的等效电路对EIS数据进行拟合,拟合可以得到电容值。发表文章,搭建拟合电路是关键,这里建议参照并引用一些文献,说服力大一点。常用的拟合软件有Zview、ZsimpWin,如果电化学工作站带了拟合软件,就更好了,直接在工作站上拟合(Autolab Zhaner Gamry Bio-Logic等的国外的工作站基本都带拟合软件的)。
2、由容抗弧两端与实轴的交点之间长度测定R,后由R和圆弧的特征频率,根据公式ω=1/τ=1/(RC)计算求得。这里说明一下,特征频率是指在阻抗复平面上,中高频端的容抗弧对应的最高点出的频率。
3、搭建等效电路后,用公式 C=1/(2π*f*R) 其中f是交流频率,R是电阻值,其实用ZPlot或ZView能算出来。
电容(或电容量, Capacitance)指的是在给定电位差下的电荷储藏量;记为C,国际单位是法拉(F)。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上;造成电荷的累积储存,最常见的例子就是两片平行金属板。也是电容器的俗称。