電気化学の測定方法 -等価回路-

等価回路

 
電池や電極の反応を解析する際に、コンデンサーや抵抗等を用いた電気回路であらわし、
この電気回路のことを等価回路と呼びます。

 

このページでは、

 

・等価回路とは?ランドルス型等価回路

 

について解説しています。

 

 

等価回路とは?ランドルス型等価回路

等価回路という言葉自体、みなさんはあまり聞きなれないかもしれません。

 

電池などの電極における反応を解析する際、コンデンサーや抵抗、コイルといった成分を用いて実際の反応と等価になるように電気的な回路に置き換えたものを等価回路と呼びます。

 

そこで電極反応における等価回路の最も基礎的なモデルとして、ランドルス型等価回路と呼ばれるものがあり、以下の図のように表されます。

 

下図のように、@リード抵抗成分、A電気二重層の充電にあたるコンデンサー成分、電極反応に伴う電荷移動抵抗成分と拡散抵抗成分を下図のよう配置させた合成成分、B電解質中の移動抵抗成分を直列につなげた回路として表すことができます。

 

また、電気二重層の容量成分は電位により変化し、かつ電荷移動抵抗成分や拡散抵抗成分は通電電流の大きさや経過時間により変化します。

 

 

 

コンデンサー成分と電荷移動成分、拡散抵抗成分(ワークブルグインピーダンス)を直列にした抵抗成分はButler-Volmer式から算出することができます(過電圧が十分に小さい場合)。

 

そして、この電荷移動抵抗成分と拡散抵抗成分のインピーダンスを合わせて、ファラデーインピーダンスと呼びます。

 

※電気回路の基礎の考え方を復習したい方は高校物理のカテゴリーで解説しています。

    (合成抵抗やコンデンサーの部分にて)

 

 

 

 

 

 

 

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