Практическая работа 3 по дисциплине Функциональная электроника Расчет электрохимического преобразователя Вариант 4

• Название: Практическая работа 3 по дисциплине Функциональная электроника Расчет электрохимического преобразователя Вариант 4
• Дата: 05.04.2022
• Размер: 174.75 Kb.
• Имя файла: zadanie_3.docx
• Тип: Практическая работа; #442889

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3
по дисциплине «Функциональная электроника»

Расчет электрохимического преобразователя

Вариант 4

Выполнили:

Студенты группы ПР-201:

Баймагамбетов А.И.

Кочетков В.А.

Проверил:

Щелканов А.И.


Омск 2022

Цель работы

Изучить принцип действия, конструкцию и основные характеристики электрохимического преобразователя и произвести расчет зависимости составляющих сопротивления преобразователя от частоты и построить импедансную диаграмму преобразователя.

Задание к работе

1. 
   Построить зависимость активного сопротивления ячейки, от частоты.
   
2. 
   Построить зависимость реактивного сопротивления ячейки, от частоты.
   
3. 
   Построить импедансную диаграмму электрохимической ячейки. Отметить на импедансной диаграмме значения активного сопротивления ячейки при постоянном токе и на максимальной частоте. Записать выражения для активного сопротивления ячейки при постоянном токе и на максимальной частоте.
   

Выполнение работы



Исходные данные :

Номер варианта	Rэ, Ом	Rэл1, Ом	Сэл1, µФ	Rэл2, Ом	Сэл2, µФ
4	200	500	10	500	1

1. 
   Импедансы электродов
   

Выражение для импеданса электрода 1

(1)

Выражение для импеданса электрода 2

(2)

Общий импеданс электрохимической ячейки равен сумме импедансов электродов и сопротивления электролита,

. (3)

Подставляя в уравнение (3) выражения для импедансов электродов (1) и (2), получим следующее выражения для общего импеданса электрохимической ячейки

. (4)

В окончательном виде, можно представить импеданс электрохимической ячейки следующим образом

,

где и - соответственно, активное и реактивное сопротивление электрохимической ячейки. Данные составляющие импеданса равны

;

.

2. 
   Зависимость активного сопротивления ячейки, , от частоты:
   

3. 
   Зависимость реактивного сопротивления ячейки, , от частоты:
   

4. 
   Импедансная диаграмма:
   

Активное сопротивление электрохимической ячейки при постоянном токе:

Ом

Активное сопротивление электрохимической ячейки на максимальной частоте:

Ом

Вывод

В данной практической работе было произведено исследование принципа действия, конструкции и основных характеристик электрохимического преобразователя.

На границе между электродом и электролитом протекают процессы обмена зарядами между материалом электрода и ионами и молекулами электролита. Эти процессы происходят в пределах тонкого поверхностного слоя, получившего название двойной электрический слой. Данный слой имеет толщину менее 1 нм, вследствие чего он обладает значительной удельной емкостью, которая может достигать величины порядка 1·10^-6 Ф/см2.Основные характеристики электрохимической ячейки определяются электродными процессами, протекающими на границе электрод–электролит. Одним из методов получения информации об этих процессах является исследование импеданса электрохимической ячейки с помощью импедансной диаграммы. Импедансная диаграмма представляет собой зависимость между активным и реактивным сопротивлением электрохимической ячейки, в которой параметром является частота сигнала.