Главная arrow Распределение потенциала и тока в электролите

Распределение потенциала и тока в электролите

Распределение потенциала и тока в электролите

Постоянное электрическое поле создается в электролите при установившемся (стационарном) электрохимическом процессе. Такое поле является потенциальным. Для его характеристики введена функция координат ф(х, у, г), цолучившая название электрического потенциала.

Плотность тока в электролите и на электродах i является векторной величиной. Она связана с напряженностью электрического поля Е формулой

где р — удельное сопротивление электролита.

Из формулы (V, 1) следует, что векторы Е и i находятся в пропорциональной зависимости и имеют одинаковое направление.

Поверхность, во всех точках которой потенциал одинаков, называется эквипотенциальной поверхностью. Если все- величины, характеризующие поле, зависят только от двух координат (х, у), то такое поле называют плоскопараллельным. В сечении эквипотенциальных поверхностей плоскостями, параллельными плоскости ху, получаются линии, называемые эквипотенциальными линиями.

В каждой точке поля можно построить элементы нормалей dn к поверхностям равного потенциала. Все эти элементы образуют систему линий,

к которым в каждой точке векторы напряженности Е являются касательными. Эти линии представляют собой линии тока.

Таким образом, поле электролизера можно для наглядности представить расслоенным рядом эквипотенциальных поверхностей, которые пронизаны системой линий тока. Обычно эквипотенциальные поверхности проводят так, чтобы потенциалы соседних линий отличались на одну и ту же конечную величину, которую выбирают сообразно с желаемой точностью чертежа.

Так как линии тока указывают только направление вектора напряженности Е, но не его величину, то уславливаются размещать их ближе друг к дру-

гу, т. е. гуще там, где Е больше, и дальше друг от друга, где Е меньше. В качестве примера на рис. 24 приведена картина поля.

Распределение потенциала в поле постоянных электрических токов однозначно определяется уравнением Лапласа

с совокупностью граничных (или краевых) условий.