闭路电势英文解释翻译、闭路电势的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 closed circuit potential
分词翻译:
闭路的英语翻译:
【计】 closed path
【化】 closed circuit
电势的英语翻译:
【化】 electric potential
【医】 potential
专业解析
闭路电势(Closed-Circuit Potential) 是电化学中的一个核心概念,指电化学系统(如金属电极在电解质溶液中)在电路闭合、有电流(即使很小)流经电极表面时的稳定电极电位。它区别于开路电势(Open-Circuit Potential, OCP),后者是在电路断开、无净电流流过时的电位。
其详细含义可从以下角度理解:
-
本质与测量:
- 闭路电势反映了电极在实际工作状态或发生电化学反应时的电位。当外部电路闭合,即使仅连接一个高阻抗电压表进行测量(此时流过的电流极小,但非绝对为零),测得的电位即为闭路电势。
- 它通常是在电极与一个参比电极(如饱和甘汞电极 SCE 或银/氯化银电极 Ag/AgCl)构成回路时测量的。参比电极提供一个已知的、稳定的电位基准点,用于确定工作电极的闭路电势值。
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与开路电势的区别:
- 开路电势 (OCP):是电极在热力学平衡状态下的电位,此时电极表面没有净电流流过(氧化反应速率等于还原反应速率)。它主要受电极材料本性、溶液组成、温度等因素影响,表征电极的自腐蚀倾向。
- 闭路电势:是在非平衡状态下测量的,即使电流极小,也意味着电极上发生了微小的净电化学反应(净阳极溶解或净阴极沉积)。它受到 OCP 的影响,但也与测量回路中的微小电流、电极表面的极化状态以及可能发生的局部反应有关。
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应用与意义:
- 腐蚀监测:闭路电势是评估金属腐蚀行为的重要参数。例如,在阴极保护系统中,被保护结构的闭路电势需要被极化(负移)到一个特定的保护电位范围内(如 -850 mV vs. CSE)以确保有效的腐蚀抑制。监测闭路电势的变化可以判断保护效果是否达标或是否存在欠保护/过保护风险。
- 电化学测试基础:在进行如动电位扫描、恒电位极化等电化学测试时,闭路电势常被用作测试的起始电位或参考点。
- 电池与电解系统:在电池充放电或电解过程中,电极的闭路电势直接反映了其工作状态和反应进行的程度。
权威来源参考:
- 《Corrosion Engineering》 by Mars G. Fontana (经典腐蚀学教材):该书详细阐述了电极电位的基本概念,包括开路电位和闭路电位的区别及其在腐蚀科学中的应用。Fontana 明确将闭路电位定义为在有电流流动时测量的电位。
- NACE International (国际腐蚀工程师协会) Standards (如 SP0169):NACE SP0169 "Control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Piping Systems" 等标准中,明确规定了使用闭路电位(相对于参比电极)作为判断阴极保护是否充分的关键判据(如 -850 mV 准则)。
- 《Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications》 by Allen J. Bard, Larry R. Faulkner (电化学方法权威著作):该书系统介绍了电极电位的测量原理和方法,区分了开路和闭路条件,并解释了在闭路条件下测量电位时微小电流的影响。
闭路电势是电化学系统在电路连通、有(即使极小)电流流动时测得的稳定电极电位。它不同于表征热力学平衡状态的开路电势,反映了电极在实际工作或发生微弱净反应时的状态,在腐蚀防护(尤其是阴极保护)、电化学测试和电化学能源装置等领域具有重要的应用价值。
网络扩展解释
“闭路电势”需要拆解为“闭路”和“电势”两部分理解,并结合闭合电路的特性进行解释:
一、闭路的定义
闭路(闭合电路)指电路处于接通状态,电流可正常流动,各元件正常工作。此时电源与负载形成完整回路,电荷可通过导体持续移动。
二、电势的定义
电势(电位)是描述电场中某点单位电荷所具有电势能的物理量,单位为伏特(V)。其定义式为:
$$
φ = frac{E_p}{q}
$$
其中,( E_p ) 为电荷在该点的电势能,( q ) 为电荷量。
三、闭路中的电势特性
-
电源电势的稳定性
电源的电动势由其自身性质决定(如化学能、电磁感应等),在闭合电路中通常视为固定值。例如,电池的电动势由其内部化学反应决定。
-
电势的分配规律
闭合电路中,电势会沿回路按电阻比例分配。根据欧姆定律,电流相等时,电阻越大,电势降(电压)越大。总电势差等于电源电动势,即:
$$
mathcal{E} = IR{text{总}}
$$
其中 ( mathcal{E} ) 为电源电动势,( I ) 为电流,( R{text{总}} ) 为总电阻。
-
电势的参考点
电势具有相对性,通常以“无穷远处”或“接地点”为零势参考点。闭合电路中,电势差是驱动电流的关键因素。
四、总结
“闭路电势”并非标准术语,但可理解为闭合电路中各点的电势分布特性,包括电源的固定电动势和回路中的电势降分配。其核心原理是能量守恒与欧姆定律的结合。
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