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Espectroscopia de impedancia electroquímica

Visión general

Fuente: Kara Ingraham, Jared McCutchen y Taylor D. Sparks,Department of Materials Science and Engineering, The University of Utah, Salt Lake City, UT

La resistencia eléctrica es la capacidad de un elemento de circuito eléctrico para resistir el flujo de electricidad. La resistencia se define por la Ley de Ohm:

Equation 1(Ecuación 1)

Dónde Equation 2 está Equation 3 la tensión y está la corriente. La ley de Ohm es útil para determinar la resistencia de las resistencias ideales. Sin embargo, muchos elementos de circuito son más complejos y no se pueden describir solo por resistencia. Por ejemplo, si se utiliza una corriente alterna (CA), la resistividad a menudo dependerá de la frecuencia de la señal de CA. En lugar de utilizar la resistencia por sí solo, la impedancia eléctrica es una medida más precisa y generalizable de la capacidad de un elemento de circuito para resistir el flujo de electricidad.

Más comúnmente, el objetivo de las mediciones de impedancia eléctrica es la desconvolución de la impedancia eléctrica total de una muestra en contribuciones de diferentes mecanismos como resistencia, capacitancia o inducción.

Procedimiento
  1. Obtenga un módulo de prueba y conéctalo a los instrumentos EIS a través de dos electrodos. El módulo de prueba, que se muestra en la Figura 3, proporciona datos que se pueden utilizar para modelar un circuito simple y conocido. Se puede utilizar para confirmar que los cables están conectados a la máquina correctamente y que todas las piezas de maquinaria están funcionando.

Figure 3
Figura 3

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Resultados

Los resultados de EIS se presentan a menudo en una gráfica Nyquist, que muestra impedancia real frente a impedancia compleja en cada frecuencia probada. La gráfica del experimento se ha ejecutado se puede ver en la Figura 6.

Figure 6
Figura 6: Captura de pantalla de la computadora después de l...

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Aplicación y resumen

La espectroscopia de impedancia electroquímica es una herramienta útil para determinar cómo un nuevo material o dispositivo impide el flujo de electricidad. Para ello, aplica una señal de CA a través de los electrodos conectados a la muestra. Los datos son recogidos y trazados por el ordenador en la llanura compleja. Con la ayuda del software, el gráfico se puede modelar a partir de partes específicas de un circuito. Estos datos a menudo pueden ser muy complicados y requieren un análisis cuidadoso. Esta técnica,...

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Electrochemical Impedance SpectroscopyCharacterize MaterialsFlow Of ElectricityMicrobiologyCorrosion ResistanceElectrical ConductivityDetect ChangesSinusoidal Electrical LoadFrequenciesImpedance ComputationEquivalent Circuit ModelTotal Electrical ImpedanceResistanceCapacitanceInductionPrinciples And ProceduresCreate Equivalent Circuit ModelsElectrical ResistanceOhm s LawAC CurrentsElectrical Impedance

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0:08

Overview

1:35

Principles of Electric Impedance Spectroscopy

4:21

Measuring and Modeling Impedance

6:20

Calculating Impedance

7:24

Applications

8:28

Summary

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