1. Лабораторная работа № 2 (ЭХО-2)
ЗАКОН ОМА
ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ
Цель работы: изучить закон Ома для электролитов и применить его на
примере электрохимической размерной обработки.
2. Теоретическая часть
Прохождение электрического тока через электролиты имеет свои особенности. Если в
металлах электрический ток создается за счет движения электронов, то в электролитах
носителями электрических зарядов являются положительные и отрицательные ионы.
Система из двух электродов, разделенных межэлектродным зазором а и находящихся в
среде электролита (рис.1), называется электрохимической ячейкой. Электроды
изготавливаются из материалов, обладающих электронной проводимостью.
Напряжение U, приложенное к электродам, равно сумме анодного φa и катодного φк
потенциалов, возникаюших в приэлектродных двойных электрически слоях, и напряжения
в слое электролита Uэ, т.е. U U э a к .
Протекание электрического тока в электрохимической ячейке становится возможным
лишь при условии U > a к
.
3. Сумму
a к
= Uп называют ЭДС поляризации, или потерями напряжения в
приэлектродных слоях (рис.2). В более общем случае величина Uп учитывает еще падения
напряжения на окисных пленках и налетах, образующихся на рабочих поверхностях
электродов. Для различных условий ЭХО Uп = 1…8 В. С учетом ЭДС поляризации закон
U U n (U U n ) S
Ома для электрохимической ячейки записывается в виде I
,
R
a
где R – сопротивление слоя электролита; а – толщина слоя электролита или
межэлектродный зазор (толщинами двойных электрических слоев на аноде и катоде ввиду
их малости пренебрегают); χ – удельная электропроводность электролита;
S - площадь электрода.
Удельная электропроводность электролита χ зависит от его
концентрации и температуры Т. Зависимость χ = f(T) записывается
в виде
0 1 T T0 ,
где χ0 – удельная электропроводность электролита при Т = 18 C;
α – температурный коэффициент электропроводности, равный для
водных растворов солей (0,02 … 0,03) 1/ C.
Рис.2.
4. Экспериментальная часть
Эксперимент проводится на электрохимической ячейке, изображенной на рис.1 при
следующих условиях:
Материал образца (ЭЗ) –
.
Материал электрода-инструмента (ЭИ) –
.
Площадь обрабатываемой поверхности образца S =
Электролит – водный раствор
рН =
, плотность ρ =
, загрязненность электролита
Давление электролита: р вх=
.
г/см3, Т =
%.
, р вых =
.
С,
