Гальваностат

Гальваностат (также известный как амперостат ) — контрольно - измерительный прибор , способный поддерживать постоянный ток через электролитическую ячейку при кулонометрическом титровании , независимо от изменений самой нагрузки.

Его главной особенностью является его почти « бесконечное » (т.е. чрезвычайно высокое по отношению к обычным нагрузкам) внутреннее сопротивление .

Обозначение « гальваностат » в основном используется в электрохимии : этот прибор отличается от обычных источников постоянного тока способностью подавать и измерять широкий диапазон токов (от пикоампер до ампер ) обеих полярностей .

Гальваностат реагирует на изменения сопротивления элемента , изменяя его выходной потенциал: как показывает закон Ома ,

${\displaystyle {R}={U \over I}}$

переменное сопротивление системы и контролируемое напряжение прямо пропорциональны , т.е.

${\displaystyle U_{c}={R_{v}\times I_{o}}}$

где

• ${\displaystyle I_{o}}$это электрический ток, который поддерживается постоянным
• ${\displaystyle U_{c}}$выходное управляющее напряжение амперостата
• ${\displaystyle R_{v}}$это электрическое сопротивление, которое изменяется;

Таким образом, увеличение сопротивления нагрузки подразумевает увеличение напряжения, которое амперстат прикладывает к нагрузке.

Техническая реализация

Более простой гальваностат состоит из источника высокого напряжения, создающего постоянное напряжение, с резистором, подключенным последовательно: для того, чтобы заставить почти постоянный ток через нагрузку, этот резистор должен быть намного больше, чем резистор нагрузки . Фактически, ток через нагрузку определяется как ${\displaystyle U}$ ${\displaystyle R_{x}}$ ${\displaystyle R_{load}}$ ${\displaystyle I}$

${\displaystyle I={\frac {U}{R_{x}+R_{load}}}}$

а если >> , то ток приблизительно определяется следующим образом ${\displaystyle R_{x}}$ ${\displaystyle R_{load}}$ ${\displaystyle I}$ ${\displaystyle R_{x}}$

${\displaystyle I\cong {\frac {U}{R_{x}}}}$

Эта простая реализация требует довольно высоких напряжений (~100 В) для поддержания постоянного тока нагрузки с достаточным приближением для всех практических целей. Поэтому были разработаны и изготовлены более сложные версии гальваностатов, использующие электронные усилители с обратной связью и более низкими напряжениями. Эти приборы способны подавать постоянные токи в диапазонах от нескольких пикоампер (пА) до нескольких ампер (А); типичная конструкция для использования в нижнем диапазоне токов питания использует операционные усилители .

Пример применения

Методы гальваностатического осаждения могут использоваться для некоторых задач по осаждению тонких пленок, где нет необходимости контролировать морфологию тонкой пленки. ^{[ необходима ссылка ]}

Смотрите также

• Источник тока
• потенциостат

Внешние ссылки

• Пьер Р. Роберж (веб-мастер) « Гальваностат », Электрохимический словарь коррозии-doctors.org.