강좌란
  PotentioStst, QCM System
     PotentioStst, QCM System
 
  PotentioStat

 

PotentioStat( ECM ) 이해하기- 정전위 회로의 이해(PotentioStat 원리) 

 

전기화학 전공자들에게 전자 회로란 생소하기 마련이다.
이 강좌는 전기, 전자 전공자들이 아닌 다른 전공자들이 전기화학 실험을 하기 위해 이해가 필요한 PotentioStat와 QCM에 대한 간략한 이해를 목적으로 만들어졌다.

 

전기화학에서 가장 많이 쓰이는것이 바로 이 PotentioStat이다.
정전위기라고도 하며 본사에서는 ECM이라고도 부른다.
정전위기의 정의는 일정전압를 유지시켜 주는 회로인데 일정 전압 유지 한다는것은 항상 일정한 전압만 유지한다는 의미가 아니고 사용자가 입력한 전압에 비례한 일정한 전압을 유지하는 회로를 말한다. 그를 위해서 Feedback이 존재하여야 하며 많이 쓰는 회로는 아래와 같다.



아래 그림을 보면 하늘색으로 된 부분이 용액이 차지할 부분인데 일단 저항으로 표시하였다.
저항을 통한 전류의 흐름을 먼저 관찰하고 용액으로 바뀌었을때를 설명하는게 빠른것이다.
PotentioStat의 Input Voltage라고 되어있는 부분에 전압을 왼쪽 그림과 같이 넣으면 아래그림의 녹색라인을 따라 전압에 비례한 전류가 흐른다. 주 전류는 녹색라인이며 보라색은 정전위를 유지하기 위한 Feedback 전류이다. ( Opamp의 입력 임피던스가 크기 때문에 거의 흐르지 않는다 )

 

 

 

실 분석대상이 들어간 그림은 아래와 같이 표현할수 있다.
PotentioStat에서는 저항이 아니라 분석대상을 회로에 연결한다. 이 연결하는 수단이 전극이다.
전극의 양단에 일정 전압이 유지 되므로 녹색라인과 같이 전류가 흐른다.



저항이 연결되었을때는 전압에 비례한 전류가 흐르지만 용액을 연결할 경우 반응물질에 따라 여러 형태가 나온다. 즉 전압에 꼭 비례하는 전류 곡선이 나오는것이 아니라 분석대상에 따라 그 성향이 다르다.

 

 

이렇게 나온 파형은 아래그림의 좌측그림과 같이 나오며 X축을 전압축으로 나타내면 오른쪽 그림의 Cyclic Voltametry곡선이 나온다.



아래 그림과 같이 용액의 저항( 농도 )에 따라 Voltametry의 그림의 형상이 변화한다.