[科普中国]-电流分布

所谓电流分布，是指理想的假定电极反应过程不存在着极化的条件下，电流在阴极表面各部位上的分布。换句话说，研究初次电流分布，就等于把电化学因素及其他方面的干扰排除在外，来单纯研究几何因素对电流分布的影响。1

定义

电流分布。urmni dislributmn },'L},}},} FP } Yii'W } 极表面」几的分布情况.由于正‘负电极的形状和配置，两极间 电力线的分布是不均匀的，因此引起的不均匀电流称为初次 电流分布;由j飞电极的电势分布不均匀，以及电池通电后电解 液的浓度发生改变，在电极表面产生不均匀极化，形成所谓二 次电流分布;以上‘两种原因的电流分布叠加形成表观的电流 分布。电流的不均匀分布降低了电池的空时产率，且易引起 电极腐蚀。应根据其产生原因减缓之。2

初次电流分布几何分布对电流分布的影响电流的初次分布对能否取得厚度均匀的镀层起着决定性的作用，因为不管电流分布如何受其他因素的影响，初次电流分布仍然是电流在阴极上分布均匀性的前提。然而，几何条件的变化是多种多样的，单旗镀件的几何形状来说，就无法估计其多样性，因此，本节仅讨论某些基本理论和一些典型情况。此外，在生产上为了得到厚度均匀镀层，常针对镀件的外形采用一些措施，例如象形阳极、保护阴极和电路屏(图9一la、b、c、d)等。

电解池的电位场和电力篑当有一个电压附于电解池的两个电极之间时，电解池空间的每一个点就立刻存在着一定的电位，这就是电位场。从本质上说，电位场的存在是决定电流在电极上的分布的基础．考虑到电位场理论在数学处理上的复杂性，下面仅以弄清概念为目的来讨论这个问题。

设有一个矩形截面的电解池，两线状金属电极置千池内中心线上(图9·2)。由于金属的导电性比电解液要大几百万倍，可以认为金属电极表面上的每一点都是等电位的。在电解液中，由附加于两电极间的电压所产生的电位场如图9-2所示。图中每条盐线都表示一个垂直子书面的电位相等的面，称为等位面。可以看到，靠近电极的等位面有着同电极相似的形状，离电极愈远，等位面的形状就改变得愈多。以电位场为基础，从电极出发作出周每个等位面正交的点的轨迹，就得到电力线(图9-3的实线)。每一条电力线表示一定量的电流强度。在等位面(图9-3中的虚线)空间密度大的部位，电力线较多，表示在那里的电、流也愈大。这种情况，可比作画有等高线的地形图。在图9-4所示的等高线地形图中，r每一对相邻的等高线表示高度相差20米的地形，等高线密度大的部位(图中的AB部位，与图9-3中等位线密度大的部位相当)，地形坡度大，当下雨时，自山顶A到B点的水流必然急速倾胃而下(相当于图9-2所示电力线多，电流大的情形)I反之，在等高线密度小(图中的CD部位)，地形坡度小，水流速度就要小得多了。后一情况类似图9—3所示的电力线分布较稀的情形。等位线的分布，与电解池内电极的布置关系重大，图9-5表示两线状电极自电解池中心线向右移动后的电位场改变的情形。

二次电流分布二次电流分布的产生当电流通过电解池时，如果电极反应过程所产生的极化不被忽视，也就是把电化学因素考虑在内，则此时在阴极表面各部位上的电流分布称做二次电流分布。显然，二次电流分布就是接近于实际情况的电流分布。在固定几何条件的情形下来研窍二次电流分布，就相当于研究电化学因素对电流分布的影响。

二次电流分布的计算设由于远近阴极与阳极间的电解液电阻所引起的电压降分别为E远和E近，再设阳极和远近阴极的电位分别为ψ远和ψ近，如果把金属电极和金属导线的电阻(一般是十分小的)忽略不计，则当电流通过图9一11所示的电解池时，在远阴极与阳极和近阴极与阳极间这两个分路上的电压降应分别为： ．

近阴极与阳极间的电压降=E近+(ψ阳一ψ近)

远阴极与阳极间的电压降=E远+(ψ阳一ψ远)

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学