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词条 电极电容
释义

§ 电极电容介绍

从电毛细曲线(见电毛细现象)可知,电极电势(位)的数值与界面两侧的过剩电荷密度有关。从这个角度看,电极界面可当成是一个电容器,称为电极电容。作为最简单的情况,可认为电极和溶液中的过剩电荷均紧贴地排列在界面两侧,形成类似平板电容器中的电荷分布。这种情况下的电极电容称为紧密层电容,或称亥姆霍兹电容。当良电子导体与浓电解质溶液接触时,电极电容大致符合这一模型。但若溶液浓度较稀(<0.1摩尔/升)或是电极中的载流子浓度不高( <1020/厘米3),则过剩电荷的分布具有一定的分散性,相当于存在着和紧密层电容串联的分散层电容(稀溶液中的)或空间电荷层电容(半导体电极中的)。 电容

由于电极界面结构的复杂性,电极电容往往不具有线性元件的性质,即电容值与电极电势(及过剩电荷密度)和界面上的吸附现象有关。电极电容可以有两种不同的定义:① 积分电容,Ci=q/(E-Ez);②微分电容,Cd=dq/dE,可用交流电桥法或一些暂态方法来测定。由于直接测量的是电极的微分电容,故电极电容一般都是指微分电容。利用不同电势下电极界面的微分电容值可绘制微分电容曲线(见图)。根据微分电容值的定义,并考虑到当E=Ez时q=0,可以利用下式(即曲线下方用斜线标出的面积)来计算电极电势为E时的过剩电荷密度q:

因为Cd是q的微分函数,故比界面张力(q的积分函数)更敏锐地反映出q的变化。然而,采用微分电容法测定q时所需要的积分常数还是要靠电毛细方法提供,因此两种方法不可偏废。

除用于测量q外,测量电极电容还是研究电极界面上离子和分子吸附的重要手段。当无机离子(特别是阳离子)在电极界面上受特性吸附时,离子电荷可比一般水化离子更接近电极表面,引起电极电容值增大。有机分子则由于具有较大的尺寸和较小的介电常数,在电极界面上吸附时会导致电极电容值减小。根据吸附引起的电容值变化,可以测量发生吸附的电势区间,计算表面吸附量,以及估计吸附粒子在电极界面上的排列情况。如果知道单位面积电极表面的电容值,还可以通过测量电容值来计算电极(包括多孔体和粉末)的真实表面积。

测量电极电容最好在理想极化电极上进行。若是在界面上还进行着电化学反应,则由于电极反应的某些组成部分(例如反应粒子的物体传质步骤)具有一定的时间常数和容抗性质(见交流阻抗技术),会出现附加的“法拉第电容”,干扰界面电容的测定。另一方面,电极电容的充放电过程也会干扰暂态测量(见暂态技术)。

§ 单机电极电容

220V交流单相电机起动方式大概分一下几种:

第一种,分相起动式,如图1所示,系由辅助起动绕组来辅助启动,其起动转矩不大。运转速率大致保持定值。主要应用于电风扇,空调风扇电动机,洗衣机等电机。 图1 电容运转型接线电路

第二种,电机静止时离心开关是接通的,给电后起动电容参与起动工作,当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开,起动电容完成任务,并被断开。起动绕组不参与运行工作,而电动机以运行绕组线圈继续动作,如图2。

第三种,电机静止时离心开关是接通的,给电后起动电容参与起动工作,当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开,起动电容完成任务,并被断开。而运行电容串接到起动绕组参与运行工作。这种接法一般用在空气压缩机,切割机,木工机床等负载大而不稳定的地方。如图3。

带有离心开关的电机,如果电机不能在很短时间内启动成功,那么绕组线圈将会很快烧毁。图2 电容起动型接线电路

电容值:双值电容电机,起动电容容量大,运行电容容量小,耐压一般大于400V。

正反转控制:

图4是带正反转开关的接线图,通常这种电机的起动绕组与运行绕组的电阻值是一样的,就是说电机的起动绕组与运行绕组是线径与线圈数完全一致的。一般洗衣机用得到这种电机。这种正反转控制方法简单,不用复杂的转换开关。

图1,图2,图3,正反转控制,只需将1-2线对调或3-4线对调即可完成逆转。图3 电容启动运转型接线电路(双值电容器)

对于图1,图2,图3,的起动与运行绕组的判断,通常起动绕组比运行绕组直流电阻大很多,用万用表可测出。一般运行绕组直流电阻为几欧姆,而起动绕组的直流电阻为十几欧姆到几十欧姆。 图4 开关控制正反转接线

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更新时间:2024/11/11 12:27:30