极限电流英文解释翻译、极限电流的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 limiting current
分词翻译:
极限的英语翻译:
limit; terminal; the maximum; utmost
【化】 limit(ing) point
电流的英语翻译:
electric current; electrical current; electricity
【计】 I
【化】 current; electric current; electric current (strength)
【医】 current; electric current; rheo-
专业解析
在电化学和电分析化学领域,极限电流(Limiting Current) 是一个核心概念,指在特定条件下,电极反应所能达到的最大电流值。其对应的英文术语为Limiting Current。
一、核心定义
当电极反应速率完全受反应物向电极表面的传质过程(通常是扩散)控制时,电流达到最大值且不再随电极电位增加而增大,此时的值即为极限电流。它反映了体系在给定条件下的最大传质能力。
二、形成机理
- 扩散控制:在电解池或电池中,反应物(如离子)需扩散至电极表面参与反应。当电极电位增大到一定值后,表面反应物浓度趋近于零,扩散速率达到极限,电流因而饱和。此时电流大小仅取决于反应物的本体浓度、扩散系数及扩散层厚度(由流体动力学条件决定)。
- 数学表达:对于平面电极,极限扩散电流 ( i_L ) 可由Cottrell方程 或Levich方程(旋转圆盘电极)描述:
$$
i_L = nFAD frac{C}{delta}
$$
其中:
- ( n ):电子转移数
- ( F ):法拉第常数
- ( A ):电极面积
- ( D ):扩散系数
- ( C ):本体浓度
- ( delta ):扩散层厚度
三、应用场景
- 电化学分析:在伏安法(如循环伏安法、脉冲伏安法)中,极限电流用于定量分析物质浓度(如重金属检测、生物传感器)。
- 电池与电解:在燃料电池、电解水制氢中,极限电流密度决定体系的最大输出功率或产率,是优化电极设计和操作参数的关键指标。
- 腐蚀科学:表征金属腐蚀速率时,极限电流反映腐蚀介质(如氧气)的扩散控制步骤。
四、权威定义参考
- IUPAC《电化学术语》:将极限电流明确定义为“由传质速率决定的电流极大值”(IUPAC Compendium of Electrochemical Terminology)。
- 《电化学方法:原理与应用》(巴德著):系统阐述了扩散控制下极限电流的理论推导及实验测量方法。
来源说明:
- 伏安法在分析化学中的应用 - ACS Publications
- 燃料电池中的传质限制 - ScienceDirect
- 腐蚀电化学原理 - Springer
- IUPAC电化学术语定义
- 《Electrochemical Methods》Chapter 5 - Wiley
网络扩展解释
极限电流是电化学和电路设计中的重要概念,其核心含义是电流达到最大值后不再随电压变化,具体可分为以下类型和应用场景:
-
基本定义
当电极反应速率或电路元件达到最大承载能力时,电流不再随电压增加而增长,此时的稳定值称为极限电流。例如在电化学中,若反应物扩散速率成为控制因素,电极表面浓度趋近零时电流达到极限扩散电流。
-
电化学中的极限扩散电流
主要用于分析化学检测,通过测量该电流值推算溶液中物质的浓度。其形成条件是反应物扩散速率成为电极过程的唯一限制因素。
-
电路设计中的极限电流
- HOR极限电流:指电路中允许通过的最大瞬时电流值,由电阻、电容、电感等元件共同决定。例如公式表达为:
$$
I_{text{max}} = frac{V}{R + X_C}
$$
其中$X_C$为电容电抗。
- 设备保护设定:供电装置通过“电流极限”旋钮限制输出电流最大值,防止电路过载(通常设定为额定电流的20%-100%)。
-
工程应用示例
如断路器中的“极限开断电流”,指设备在低电压下能承受的最大电流,由灭弧能力和机械强度决定。
需注意:不同领域对极限电流的具体定义可能侧重不同机制(如扩散控制、电路元件限制或设备保护),需结合上下文理解。
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