交流阻抗

當電極系統受到一個正弦波形電壓（電流）的交流訊號的擾動時，會產生一個相應的電流（電壓）響應訊號，由這些訊號可以得到電極的阻抗或導納。一系列頻率的正弦波訊號產生的阻抗頻譜，稱為電化學阻抗譜。

對於一個穩定的線性系統M，如以一個角頻率為w的正弦波電信號（電壓或電流）X為激勵信號（在電化學術語中亦稱作擾動信號）輸入該系統，則相應地從該系統輸出一個角頻率也是w的正弦波電信號（電流或電壓）Y，Y即是響應信號。Y與X之間的關係可以用下式來表示：

如果擾動信號X為正弦波電流信號，而Y為正弦波電壓信號，則稱G為系統M的阻抗（Impedance）。如果擾動信號X為正弦波電壓信號，而Y為正弦波電流信號，則稱G為系統M的導納（Admittance）。

由阻抗（導納）的定義可知，對於一個穩定的線性系統，當響應與擾動之間存在唯一的因果性時，阻抗Z與導納Y都決定於系統的內部結構，都反映該系統的頻響特性，故在Z與Y之間存在唯一的對應關係：

G是一個隨頻率變化的矢量，用變數為頻率f或其角頻率w的複變函數表示。故G的一般表示式可以寫為：

假設電路中各電量頻率統一為f，角頻率為w，則電阻的交流阻抗即為其電阻值R，電感值為L的電感阻抗為jwL（j為虛數單位），電容值為C的電容阻抗為。

電化學阻抗譜方法是一種以小振幅的正弦波電位（或電流）為擾動信號的電化學測量方法。由於以小振幅的電信號對體系擾動，一方面可避免對體系產生大的影響，另一方面也使得擾動與體系的響應之間近似呈線性關係，這就使測量結果的數學處理變得簡單。交流阻抗法就是以不同頻率的小幅值正弦波擾動信號作用於電極系統，由電極系統的響應與擾動信號之間的關係得到的電極阻抗，推測電極的等效電路，進而可以分析電極系統所包含的動力學過程及其機理，由等效電路中有關元件的參數值估算電極系統的動力學參數，如電極雙電層電容，電荷轉移過程的反應電阻，擴散傳質過程參數等。

一個電極體系在小幅度的擾動信號作用下，各種動力學過程的響應與擾動信號之間呈線形關係，可以把每個動力學過程用電學上的一個線性元件或幾個線性元件的組合來表示。如電荷轉移過程可以用一個電阻來表示，雙電層充放電過程用一個電容的充放電過程來表示。這樣就把電化學動力學過程用一個等效電路來描述，通過對電極系統的擾動響應求得等效電路各元件的數值，從而推斷電極體系的反應機理。

同時，電化學阻抗譜方法又是一種頻率域的測量方法，它以測量得到的頻率範圍很寬的阻抗譜來研究電極系統，因而能比其他常規的電化學方法得到更多的動力學信息及電極界面結構的信息。

1.試驗迴路應採用隔離調壓器或隔離變壓器

2.試驗前應按照本手冊的說明，正確連接試驗迴路

3.儀器面板上的接地端鈕必須就近可靠接地

4.試驗中，在調壓器有輸出時，避免儀器斷電或斷開測試迴路，以免被試設備和儀器遭受過壓、過流衝擊

5.為保證人身安全，非生產廠家專業人員請勿拆卸儀器面板

6.本儀器禁止非專業人員隨意打開機箱插拔、調整內部元器件，以免造成不必要的損失

其他：

面板布置如圖3.2所示，面板上各元件名稱和功能如下：

①輸入端：接調壓器輸出端；

②U1、U2：電壓測量端鈕；

③I1、I2：電流測量端鈕；

④接地端鈕；

⑤工作電源插座及開關；

⑥熱敏印表機；

⑦旋轉編碼開關及左右鍵；

⑧液晶顯示器；

⑨USB通訊口；

⑩蜂鳴器。

進行發電機轉子交流阻抗測試時採用四端接線法，接線方式如圖3.3所示。在測試鉗的兩付導線中，紅色粗導線為電流線，分別接電流端I1、I2；黑色細導線為電壓線，分別接電壓端U1、U2。