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电化学阻抗谱是电分析化学中一门非常复杂的学科。本文旨在帮助大家理解EIS是什么，它是如何工作的，以及为什么EIS是一项强大的技术。为了理解电化学阻抗谱，我们将通过欧姆定律(公式1.1)从电阻的概念开始，其中是点(a)和点(b)之间的电压，是在(a)和(b)之间流动的电流，图1.1中的电阻象征性地表示是电阻，概念上表示电流流过电路的相反方向阻碍。越大，在给定电压下流过电阻的电流就越小。


通过欧姆定律对电阻的描述特别适用于直流电(DC)，即在电阻器上施加静态电压或电流。相反，阻抗是测量电路中与交流电流(AC)通过有关的电阻。在交流系统中，施加的信号不再是静态的，而是在给定频率下以正弦波的形式振荡。阻抗方程类似于欧姆定律;但是，我们不使用表示电阻，而是使用表示阻抗(见公式1.2)。

阻抗与频率相关的电压和频率相关的电流成正比，其中是振荡正弦波的角频率。阻抗的定义来自电路，因此电压通常被用来定义阻抗。然而在电化学阻抗谱中，我们将从使用电压切换到使用电位。电位是当电流从一个已知的参考点移动时单位电荷获得或损失的能量。电压表示两点之间的电位差。例如在图1.1中，点(a)相对于一个已知参考点(如地)的电位可能为+ 100v，点(b)相对于一个已知参考点(如地)的电位可能为+101 V。在这种情况下，(a)和(b)之间的电压是+ 1v。在电化学系统中用参比电极作为稳定的参比点，工作电极的电位是相对于参比电极电位来测量或施加的，因此好的参比电极也非常重要。这种做法也有例外，但总的来说在大多数电化学实验中都使用电化学电位。在本文的其余部分中在描述EIS时将使用电位或电化学电位。
有了阻抗的概念理解，我们可以把电化学阻抗谱看作是一种电分析技术。在EIS实验中，恒电位器（电化学工作站）向电化学系统施加正弦电位(或电流)信号，并记录和分析产生的电流(或电位)信号(图1.2)。