Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ · Oksüdeerija Ce4+ -võtab elektroni · Redutseerija Fe2+ - annab elektroni. · Poolreaktsioonid · Ce4+ + e- = Ce3+ · Fe2+ - e- = Fe3+ Elektrokeemiline ahel: Katood-elektrood,millel toimub redutseerimisreaktsioon Anood-elektrood,millel toimub oksüdatsioonireaktsioon Galvaani- ja elektrolüüsiahel Galvaanilised: Reaktsioon kulgeb iseenesest, elektronid anoodilt katoodile Elektrolüütilised: Vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat · Ag elektrood on positiivne anood · Cu elektrood on negatiivne katood · Reaktsioon kulgeb elektrolüütilises ahelas vastupidiselt galvaanilisele ahelale 2Ag + Cu2+ = 2Ag+ + Cu Elektroodpotensiaal, definitsioon: Elektrokeemilise ahela potentsiaal on vahe üksikute elektroodide potentsiaalide vahel E = Ekatood Eanood Kontsentratsiooni mõju elektroodpotentsiaalile. Elektroodpotentsiaal näitab, mil määral elektrokeemilises ahelas eksisteerivad kontsentratsioonid erinevad nende
Tüüpilised katoodreaktsioonid: Ag+ + e- = Ag Fe3+ + e- = Fe2+ NO3 - + 10H+ + 8e- = NH4+ + 3H2O Anood reaktsioonid - Elektrood, millel toimub oksüdatsioonireaktsioon Tüüpilised anoodreaktsioonid: Cu 2e- = Cu2+ 2Cl- -2e- = Cl2 Fe2+ - 2e- = Fe3+ Galvaani- ja elektrolüüsiahel Galvaanilised: Reaktsioon kulgeb iseenesest, elektronid anoodilt katoodile Elektrolüütilised: Vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat · Ag elektrood on positiivne anood · Cu elektrood on negatiivne katood · Reaktsioon kulgeb elektrolüütilises ahelas vastupidiselt galvaanilisele ahelale 2Ag + Cu2+ = 2Ag+ + Cu Elektroodpotensiaal, definitsioon- Elektrokeemilise ahela potentsiaal on vahe üksikute elektroodide potentsiaalide vahel E = Ekatood Eanood Nernsti võrrand- Kontsentratsiooni mõju elektroodpotentsiaalile. Elektroodpotentsiaal näitab, mil määral
nüüd tekkima pingelang 12,0 1,2 = 10,8V 10,8 V ja 1,2V suhe on 9. Järelikult tuleb R1 võtta väärtusega 9 * 10 kW = 90 kW. Pingejaguri takistus kokku on niisiis R = 10 kW + 90 kW = 100 kW. Kontrollarvutus näitab, et R2 ja R suhe on 1:10, ning järelikult jääb R2-le 1/10 esialgsest pingest ehk 1,2V, mida oligi vaja. Võime välja arvutada veel voolu, millega pingeallikat koormatakse. Selleks on 12V / 100 kW = 0,12 mA. Kui see meid rahuldab, siis oleme ülesande lahendanud. Vastasel korral tuleb teha ümberarvutus, lähtudes pingeallika suhtes lubatavast koormusvoolust ning pinge jagamisteguri lubatavast veast. B Koormatud pingejaguri puhul peame me arvesse võtma, et: Koormatud pingejaguri väljundpinge muutub koormusvoolu kõikumise mõjul, muutudes seda vähem, mida madalaoomilisem see pingejagur on.
Anoodiruumi juhitakse pidevalt vesinikku, katoodiruumi hapnikku.; Summaarne reaktsioon oleks nagu vesiniku põlemine hapnikus, aga oksüdeerumine ja redutseerumine on teineteisest eraldatud. Element töötab pidevalt kuni gaase peale antakse, E = 1.23 V. 2H2 + O2 2H2O 98. Galvaanilised: Reaktsioon kulgeb iseenesest, elektronid anoodilt katoodile. Elektrolüütilised: Vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat. 99. Sulatatud Soolade elektrolüüs: Sulas NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus, NB! Vastupidine pooluste tähistusega galvaaniahelas) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. ioonjuhtivuseks. Anoodil anioon oksüdeerub: 2Cl--2e-Cl2 Katoodil katioon redutseerub: Na++e-Na. Vesilahuste elektrolüüs: NaCl vesilahuses toimub katoodil mitte Na+ ioonide, vaid
Näeme, et võimsuse tarbe minimeerimiseks on vaja kasutada võimalikult suurt sisendnäivtakistust. Kuna näivtakistuse mõiste pärineb elektrotehnikast, on harjumuspärasem kasutada ka üldise sisendnäivtakistusega seotud probleemide illustreerimiseks näiteid elektrimõõtmiste valdkonnast. Joonisel 1.28 on vaadeldud kahte eri tüübilist andurit ning nendelt edastatava elektrilise signaali mõõteahelaga sobitamise variante. Andur võib kujutada endast kas elektrilist pingeallikat (joonis 1.28, a) või vooluallikat (joonis 1.28, b). Võib eristada ideaalseid ja reaalseid pinge- ja vooluallikaid. Ideaalse pingeallika sisetakistus ehk üldisemal juhul väljundnäivtakistus zv (ingl output impedance) on null, mistõttu tema väljundpinge ei sõltu koormusahela 7 poolt tarbitavast voolust. Reaalse pingeallika korral ei ole selle väljundnäivtakistus
Laadimisvoolu toimel kulgevad mõlemad reaktsioonid vastassuunas. Järjestikku on tavaliselt ühendatud 6 elementi, iga elemendi emj E = 2 V, kokku 12V. Kütuseelement: keemiline vooluallikas, milles saadakse elektrienergiat juurdeantava kütuse oksüdeerimisel vabaneva energia arvel. Elektrolüüdiks kuum KOH lahus, anoodiks ja katoodiks inertsed, poorsed süsinikelektroodid. 114. Elektrolüüsiahel, töötamise põhimõte, näide. Vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat Ag elektrood on positiivne anood Cu elektrood on negatiivne katood Reaktsioon kulgeb elektrolüüsi ahelas vastupidiselt galvaanilisele ahelale 2Ag + Cu2+ = 2Ag+ + Cu 115. Elektrolüüs: sulatatud soolade ja vesilahuste elektrolüüs, näited. Sulatatud soolade elektrolüüs: Sulas NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin poolus) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid
n Tööstuslik rakendus: 1) H, Cl, F ja halogeenühendite tootmine; 2) metallide (Na, K, Mg,Al, Ni, Cu) tootmine ja Vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat puhastamine lisanditest (elektrometallurgia); n Ag elektrood on positiivne anood 3) Õhukeste metallist kattekihtide saamine n Cu elektrood on negatiivne katood metallesemete pinnale, et saada korrosiooni ja n Reaktsioon kulgeb elektrolüüsi ahelas vastupidiselt galvaanilisele ahelale kulumiskindlust või dekoratiivset välimust
potentsiaalide vahel E = Ekatood Eanood n Pole võimalik mõõta üksiku elektroodi elektromotoorjõudu, tuleb kasutada võrdlust mingi kindla kokkuleppelise elektroodiga - vesinikelektrood. Kõikide teiste elektroodide potentsiaale vesinikelektroodi suhtes samadel tingimustel nim. standardseteks redokspotentsiaalideks (0, V). Standardsete redokspotentsiaalide (ka nn. standardpotentsiaalide) väärtused on toodud vastavates Vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat käsiraamatutes n Ag elektrood on positiivne anood n Cu elektrood on negatiivne katood n Reaktsioon kulgeb elektrolüüsi ahelas vastupidiselt galvaanilisele ahelale
Anoodiks plii plaadid, katoodikd PbO, elektrolüüdiks HSO vesilahus (40%). · Kütuseelement anoodiks süsinikelektrood Ni lisandiga, katoodiks süsinikelektrood Ni ja NiO lisandiga, elektrolüüdiks kuum KOH lahus. Anoodiruumi juhitakse vesinikku, katoodiruumi hapnikku. Elektrokeemilised ahelad: · Galvaanilised reaktsioon kulgeb iseenesest, elektronid anoodilt katoodile, · Elektrolüütilised vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat. Elektrolüüs protsess, kus mittespontaanse keemilise muutuse esilekutsumiseks kasutatakse elektrienergiat. Elektrienergia muundub keemiliseks energiaks. Sulatatud soolade elektrolüüs NaCl lahus: Na ioonid liiguvad katoodile (- poolus), Cl ioonid liiguvad anoodile (+ poolus). Laenguid kannavad ioonid, mitte elektronid ehk ioonjuhtivus. Anoodil anioon oksüdeerub 2Cl -2e=Cl, katoodil katioon redutseerub Na +e=Na.
Järgmisel poolperioodil on VT1 suletud. Nüüd hakkab vooluallikaks tööle eelmisel poolperioodil laetud kondensaator ning tema laegnust tingitud vool läbib nüüd tarbijat. Kasutatav kondensaator peab olema piisavalt suuremahtuvusega, et tema laengust piisaks voolu tekitamiseks ka kõige madalamadel sagedustel kus periood on pikk. Praktiliselt kujuneb taolises lülituses vajalikkuks kondensaatori mahtuvuseks vähemalt 1000uF. Kondensaatorit on võimalik vältida kui kasutada kaht eraldi pingeallikat Joonis 2.5.6 Väga lihtsa lülituse võib saada kui kasutada üheaegselt NPN ja PNP transistore Joonis 2.5.7 Selles lülituses kaob vajadus signaali faasipööramiseks sest signaali positiivse poolperioodi toimel NPN transistor avatakse PNP aga suletakse signaali negatiivsel poolperioodil on aga olukord vastupidine. On ilmne, et kõik vastastakk lülitused töötavad kvaliteetselt ainult siis kui lülituse mõlema õlad on elektriliselt võrdsete omadustega
- Katalüsaatoriks anoodis Ni lisand (ka Pt, Ag, CoO), katoodis Ni ja NiO lisand (ka Pt, Pd). Anoodiruumi juhitakse pidevalt vesinikku, katoodiruumi hapnikku. - Summaarne reaktsioon oleks nagu vesiniku põlemine hapnikus, aga oksüdeerumine ja redutseerumine on teineteisest eraldatud. Element töötab pidevalt kuni gaase peale antakse. 113. Elektrolüüsiahel, töötamise põhimõte, näide. ???? Reaktsioon kulgeb anoodilt katoodile, vajab välist pingeallikat. Anoodiks on Cu ja katoodiks Zn. 114. Elektrolüüs: sulatatud soolade ja vesilahuste elektrolüüs, näited. Sulatatud soolad: Sulas NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus, NB! Vastupidine pooluste tähistusega galvaaniahelas) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. ioonjuhtivuseks. Anoodil anioon oksüdeerub:
väikese sisetakistusega pinge allikas, millega on tavaliselt ühendatud rööpselt suure mahtuvuslik kondensaator, mis silub pinge kõikumisi tarbitava voolu muutuste korral. Vooluahela toitealliks on alalisvoolu allikas, mis toidab vaheldid konstantse alalisvooluga. Voolualikas moodustatakse tavaliselt alalispinge alikast, millega jadamisi lülitatakse suur induktiivsus. Enamasti leivad kasutamist pinge vaheldid. Lihtsaimast vaheldid kasutatakse seksioneeritud pingeallikat ja ümberlülitina mingit pooljuht lülitit, millena võidaks kasutada kaht sobilalt sünkroniseeritud türistori või ka IGBT transistori. Asendis 1 kulgeb vool läbi tarbia paremalt vaskule. Asendis 2 vaskult paremale Vaadeldud vaheldi korral on täidetud kaks vahelduvvoolu tunnust. Esiteks pinge polaarsus on vahelduv ja voolu suund on muutuv. Täitmata on ainult voolu siinuseline nõue sest vool tarbijas kujuneb eksponentide lõikudene kuna induktiivsuse koormuse korral toimuvad seal
Seega ei sõltu hajutatud energia jadatakisti suurusest. Lülitussageduse f puhul takistis hajutatud energia RG avaldub PG = fCGU s2 . Takistuse RG maksimaalväärtuse määrab nõutud lülitussagedus, st, mida väiksem takisti RG, seda lühem lülituskestus. Juhtimisviisi puuduseks on MOSFET-ja IGBT-transistoride juhtelektroodide mahtuvuste erinevused, mis vahetult mõjutavad lülituskestusi ja lülituskadusid. Jadatakistuse asemel kasutatakse ka pingeallikat Us transistori juhtahelas, mis vähendab eelnimetatud puudust, kuid nõuab juhtlülituselt suuremat väljundvoolu (joonis 3.11, b). Transistori juhtimine positiivse ja negatiivse vooluga (joonis 3.11, c) määrab juhtelektroodi mahtuvuse laadimistunnusjoone ning on võrreldav jadatakistiga juhtimisega. Juhtelektroodi mahtuvust laetakse konstantse toitevooluga läbi jadatakisti. Praktilistes rakendustes vähendab
annaabi.ee 
