Электр өткізгіштікті өлшеу

Электр өткізгіштікті өлшеудің қай-қайсысын алмайық, ол ерітінді арқылы токтың өтуіне негізделген. Тура әдісте талданатын ерітіндідегі асыл металдан жасалған екі электродка потенциал беріледі. Тура токты потенциал көзін пайдаланғанда өлшенген мән нақты мәнге сәйкес келмейді, өйткені ерітінді-электродтың аралық шегіндегі беткі қабатта поляризацияланған потенциал пайда болады.

Мұндағы қос электр қабатының пайда болуы айтарлықтай сыйымдылық эффектіге келтіруі мүмкін. Поляризацияның электродқа ықпалын болдырмау үшін оған мәні Е поляризация мэнінен артық тұрақты потенциал беріледі. Еқос. айталық поляризация потенциалы 1-2 болса, онда оған берілетін потенциал шамасы 100 В артық болуы қажет. Ондағы ток күшінін аздығына (кедергі артық болғандықтан) және өлшеу уақытының аздығына қарамастан, электролиз талданағын ерітінді құрамын айтарлықтай өзгертуі мүмкін. Мұндай әдіс , эсіресе, суы жоқ еріткіштердегі ерітіндінің электр өткізгіштігін өлшегенде пайдалы. ГІоляризациялану эффектісін ескерілмейтін мәнге дейім қысқартуға мүмкіндік беретін әдіс айнымалы ток кернеуі берілетін, бетіне платинаның қара ұнтағы жағылған электродтарды қолдануға негізделген. Егер берілетін кернеу айтарлықтай үлкен болса, (мысалы, 5 В) онда электродта жүретін негізгі реакция су ыдырағанда бөлінетін сутектін тотығуы мен тотықсыздануы болып табылады.

Мұндайда ерітіндінің жалпы кұрамы өзгермейді, өйткені әрбір жарты айналымда ток бағыты кері өзгереді. Екі электрод арасынан өтетін ток күшін өлшеу арқылы кедергіні анықтауға болады. Алайда Уитсон көпірінің дәстүрлі жүйесінде бір иінінде орналасқан екі электроды бар ұяшық пайдаланылады. Е екі кернеу бөлгішке беріледі.

Айнымалы токтың нөл-аспабы (айталық, айнымалы ток гальванометрі) бөлгіштік екі иінінің орта нүктесіне орналасқан. Иіннің біріндегі орта нүктедегі кернеу мынаған тең: ER_x/(R_X+R₂) мұндағы R_x - ұяшық кедергісі, R₂ - стандартты кедергі.

Екінші иіннің орташа нүктесіндегі кернеу мынағай тең: ER₃(R₃+R,) мұндағы R₃ - айнымалы кедергі. R₁ - стандартты кедергі. Егер оргадағы нүктелерде кернеу болмайтындаіі етіп, R₃-Ti таңдап алсақ, онда: R_x/(R_x + R₂) = R3/(R3 + Ri) (11.19) R_b R₂ және R₃ мәндері белгілі болғанда R_x-тi есептеп табуға болады. Кедергісі үлкен болатын ерітіндімен жұмыс жүргізгенде өлшеу дәлдігіне ұяшық сыйымдылығы бөгет болуы мүмкін. Бұл эффектілерді теңестіру үшін R₃-кe параллель жалғасқан С3 айнымалы сыйымдылықты пайдаланады.

Сұйық ортаға енгізілген екі индиференттік электрод электрохимиялық қатынас тұрғысынан алғанда, параллель қосылған кедергі мен сыйымдылыққа эквивалентті. Егер жүйеге айнымалы ток потенциалын берсе, онда R₃ арқылы өтетін ток берілген потенциал мен фазасы бойынша бірдей болады, ал С аркылы өтетін ток потенциалдан 90°-қа озық кетеді. Жалпы ток екі токтың қосындысына тең; контурдағы сыйымдылық токтың өтуіне кедергі болады.

Бұл эффект С_х шамасын реактивті сыйымдыльщ бойынша бағалайды, бұл айнымалы ток сыйымдылығы мен жиілігіне тәуелді С_х = 1/(2 π f • с)

С мәні сұйық үшін оның диэлектрлік өтімділігімен анықталады. Көптеген көпірлерде қолданылатын жиіліктерде (60-1000 Ец) пайдаланылатын R_x үлесі R үлесінен айтарлықтай көп және бұл электр өткізгішгі нақтылы дәлдікпен өлшеуге мүмкіндік береді. Ал аса жоғары жиіліктегі (1-100 тГц) сигналдарды пайдаланғанда, кері ағымдағы сыйымдылық үлесі өте аз және контурлы ортаның диэлектрлік өтімділігін өлшеу үшін пайдалануға болады.