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交流電壓和電流幅度和相位

EIS 測試示意圖
E(ω)=隨頻率變化的輸入電壓值

I(ω) =隨頻率變化的輸出電流值

ω=2πf 角頻率

由于施加的電壓信號的幅度很小，使得交流阻抗測試對研究的系統(tǒng)沒有破壞性，并且交流阻抗還可以進行原位測試并獲得豐富的息，所以 EIS 方法已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于儲能元件，金屬腐蝕，電極表面的吸附與解析，電化學(xué)合成，催化劑動態(tài)，傳感器等領(lǐng)域。

進行 EIS 測試時，嚴格來講，需要滿足以下三個條件，這樣才能保證交流阻抗的結(jié)果的可靠性。

1.因果關(guān)系：當(dāng)用一個正弦波的電壓信號對測試體系進行擾動時，測試體系只對施加的擾動信號有響應(yīng)。

2.線性條件：施加擾動信號和響應(yīng)信號在一個線性范圍內(nèi)，這就要求擾動信號足夠小時，才能保證線性響應(yīng)。通常電壓擾動振幅為 10mV 左右.

3.穩(wěn)定性：體系不隨時間，溫度等發(fā)生變化。當(dāng)對體系的擾動停止后，體系可以回到原來的狀態(tài)。
 

交流阻抗譜圖形表達

交流阻抗數(shù)據(jù)就是在不同頻率下獲得的阻抗模值和相位的一系列數(shù)據(jù)點。常用的交流阻抗表達方式為Nyquist 圖和 Bode 圖兩種，Nyquist 圖表達的是阻抗的實部和虛部，Bode 圖表達的是在不同頻率時的阻抗模值幅度和相位。

交流阻抗的表達方式

Nyquist 圖和Bode 圖是關(guān)聯(lián)在一起的，Nyquist 圖的實部和虛部可以從Bode 的模值|z|和相位角φ計算獲得：

Bode 和 Nyquist 關(guān)系

當(dāng)然也可以用其他方式來表達交流阻抗譜。例如可以把實部和虛部對頻率作圖。
 

EIS 實部和虛部對頻率作圖