基本介紹
- 中文名：電流分布
- 外文名：current distribution
- 研究領域：物理化學
定義,初次電流分布,二次電流分布,
定義
電流分布。urmni dislributmn },'L},}},} FP } Yii'W } 極表面」幾的分布情況.由於正‘負電極的形狀和配置，兩極間 電力線的分布是不均勻的，因此引起的不均勻電流稱為初次 電流分布;由j飛電極的電勢分布不均勻，以及電池通電後電解 液的濃度發生改變，在電極表面產生不均勻極化，形成所謂二 次電流分布;以上‘兩種原因的電流分布疊加形成表觀的電流 分布。電流的不均勻分布降低了電池的空時產率，且易引起 電極腐蝕。應根據其產生原因減緩之。
初次電流分布
幾何分布對電流分布的影響
電流的初次分布對能否取得厚度均勻的鍍層起著決定性的作用，因為不管電流分布如何受其他因素的影響，初次電流分布仍然是電流在陰極上分布均勻性的前提。然而，幾何條件的變化是多種多樣的，單旗鍍件的幾何形狀來說，就無法估計其多樣性，因此，本節僅討論某些基本理論和一些典型情況。此外，在生產上為了得到厚度均勻鍍層，常針對鍍件的外形採用一些措施，例如象形陽極、保護陰極和電路屏(圖9一la、b、c、d)等。
電解池的電位場和電力簣
當有一個電壓附於電解池的兩個電極之間時，電解池空間的每一個點就立刻存在著一定的電位，這就是電位場。從本質上說，電位場的存在是決定電流在電極上的分布的基礎．考慮到電位場理論在數學處理上的複雜性，下面僅以弄清概念為目的來討論這個問題。
設有一個矩形截面的電解池，兩線狀金屬電極置千池內中心線上(圖9·2)。由於金屬的導電性比電解液要大幾百萬倍，可以認為金屬電極表面上的每一點都是等電位的。在電解液中，由附加於兩電極間的電壓所產生的電位場如圖9-2所示。圖中每條鹽線都表示一個垂直子書面的電位相等的面，稱為等位面。可以看到，靠近電極的等位面有著同電極相似的形狀，離電極愈遠，等位面的形狀就改變得愈多。以電位場為基礎，從電極出發作出周每個等位面正交的點的軌跡，就得到電力線(圖9-3的實線)。每一條電力線表示一定量的電流強度。在等位面(圖9-3中的虛線)空間密度大的部位，電力線較多，表示在那裡的電、流也愈大。這種情況，可比作畫有等高線的地形圖。在圖9-4所示的等高線地形圖中，r每一對相鄰的等高線表示高度相差20米的地形，等高線密度大的部位(圖中的AB部位，與圖9-3中等位線密度大的部位相當)，地形坡度大，當下雨時，自山頂A到B點的水流必然急速傾胃而下(相當於圖9-2所示電力線多，電流大的情形)I反之，在等高線密度小(圖中的CD部位)，地形坡度小，水流速度就要小得多了。後一情況類似圖9—3所示的電力線分布較稀的情形。等位線的分布，與電解池內電極的布置關係重大，圖9-5表示兩線狀電極自電解池中心線向右移動後的電位場改變的情形。
二次電流分布
二次電流分布的產生
當電流通過電解池時，如果電極反應過程所產生的極化不被忽視，也就是把電化學因素考慮在內，則此時在陰極表面各部位上的電流分布稱做二次電流分布。顯然，二次電流分布就是接近於實際情況的電流分布。在固定幾何條件的情形下來研竅二次電流分布，就相當於研究電化學因素對電流分布的影響。
二次電流分布的計算
設由於遠近陰極與陽極間的電解液電阻所引起的電壓降分別為E遠和E近，再設陽極和遠近陰極的電位分別為ψ遠和ψ近，如果把金屬電極和金屬導線的電阻(一般是十分小的)忽略不計，則當電流通過圖9一11所示的電解池時，在遠陰極與陽極和近陰極與陽極間這兩個分路上的電壓降應分別為： ．
近陰極與陽極間的電壓降=E近+(ψ陽一ψ近)
遠陰極與陽極間的電壓降=E遠+(ψ陽一ψ遠)
