یک سلول الکتروشیمیایی معمولاً با کنترل ولتاژ سلول (کنترل پتانسیواستاتیک) یا جریان سلول (کنترل گالوانواستاتیک) کار می کند. در یک آزمایش آزمایشگاهی این کار با استفاده از یک پتانسیواستات انجام می شود.
در یک مدل، کنترل پتانسیواستاتیک با استفاده از شرایط مرزی پتانسیل ثابت تعریف می شود. این را می توان با تنظیم پتانسیل الکتریکی با توجه به زمین برای کنترل پتانسیل سلول، یا پتانسیل الکترود با توجه به پتانسیل مرجع در جایی از سیستم انجام داد. کنترل گالوانوستاتیک را می توان با استفاده از شرایط مرزی جریان کل یا میانگین چگالی جریان انجام داد. برای هر دو مورد، یک الکترود در سلول نیاز به زمین دارد.
از نظر ریاضی، یک شرط جریان کل یا میانگین چگالی جریان به معنای تنظیم پتانسیل یک مرز برابر با درجه آزادی بالقوه جهانی اضافی (پتانسیل شناور) برای مطابقت با شرایط فعلی مشخص شده است. به همین دلیل، حل برای کنترل گالوانیکی از نظر عددی کمی پیچیده تر است.
توجه داشته باشید که تجویز صریح توزیع چگالی جریان بر روی مرز الکترود در یک آزمایش دنیای واقعی دشوار است. در ابعاد بالاتر از 1 بعدی، چگالی جریان الکترود و شرایط مرزی چگالی جریان الکترولیت باید با احتیاط استفاده شود.
اتصال کوتاه یک سلول و خوردگی گالوانیکی
ساده‌ترین راه برای مدل‌سازی یک سلول اتصال کوتاه، تنظیم هر دو الکترود روی یک پتانسیل (الکترونیکی) با استفاده از یک شرط مرزی پتانسیل ثابت است. معادله تعادل بار الکترولیت اطمینان حاصل می کند که جریان کل در تمام سطوح الکترود به صفر می رسد.
توجه داشته باشید که بسیاری از موقعیت های خوردگی گالوانیکی عملاً معادل اتصال کوتاه دو الکترود متشکل از فلزات مختلف است. در چنین مدل هایی، دو فلز روی یک پتانسیل تنظیم می شوند. معمولاً این پتانسیل صفر (زمین) انتخاب می شود.
 |
|
