마그네슘 양극 설계 예제

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지중 설치된 철제 탱크 전위를 -0.85 [V] CSE로 분극하라면, 표준 합금 마그네슘 음극과 탱크 사이의 운영 전압은 얼마가 될까요? 음극 분극은 무시하겠습니다.
Halfr cell의 분극 전위차는 다음과 같습니다:
E = -1.55 - (-0.85) = -0.70[V]
음극과 탱크 사이의 저항은 10 [Ω]입니다. 테스트 결과, 40 [mA]의 전류가 탱크를 -0.850 [V] CSE로 븐극 시킬 것으로 결정되었습니다. 탱크의 과방식을 피하기 위해 음극과 탱크 사이의 와이어에 얼마의 저항을 삽입해야 할까요?
오옴의 법칙에 따르면:
E = IR = I (Rcp + RM)
E / I = Rcp + RM
RM = (E / I)– Rcp

여기서:
RM = 삽입해야 할 저항 ( Ω ).
Rcp = 음극과 탱크 사이의 측정된 저항 (10 Ω ).
E = 위에서 정의된 음극과 편광된 철제 탱크 사이의 잠재력 (0.70 V)
I = 탱크의 편광을 유지하기 위한 필요한 전류 (0.04 A)
RM = (0.70V/0.040 mA) –10 Ω
RM = 7.5 Ω

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예제를 한번도 해보면

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지중 설치된 철제 탱크 전위를 -0.90 [V] CSE로 분극하라면, 표준 합금 마그네슘 음극과 탱크 사이의 운영 전압은 얼마가 될까요? 음극 분극은 무시하겠습니다.
Halfr cell의 분극 전위차는 다음과 같습니다:
E = -1.55 - (-0.90) = -0.65[V]
음극과 탱크 사이의 저항은 15 [Ω]입니다. 테스트 결과, 30 [mA]의 전류가 탱크를 -0.90 [V] CSE로 븐극 시킬 것으로 결정되었습니다. 탱크의 과방식을 피하기 위해 음극과 탱크 사이의 와이어에 얼마의 저항을 삽입해야 할까요?
오옴의 법칙에 따르면:
E = IR = I (Rcp + RM)
E / I = Rcp + RM
RM = (E / I)– Rcp

여기서:
RM = 삽입해야 할 저항 ( Ω ).
Rcp = 음극과 탱크 사이의 측정된 저항 (15 Ω ).
E = 위에서 정의된 음극과 편광된 철제 탱크 사이의 잠재력 (0.65 V)
I = 탱크의 편광을 유지하기 위한 필요한 전류 (0.03 A)
RM = (0.70 V /0.040 mA) –15 Ω
RM = 6.67 Ω

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이렣게 계산하면 RM값을 찾을 수 있습니다.

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마그네슘의 양극의 소모율

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갈바닉 음극의 소비율은 파라데이의 법칙과 효율 등급에 따라 결정됩니다.

파라데이의 법칙:
W = MtI/nF
여기서:
W = 무게 손실 (grams)
M = 음극 재료의 원자량 (grams)
t = 시간 (sec)
I = 시간 t 동안의 평균 전류 흐름 (A)
n = 음극 금속의 원자당 전자 전달 수
F = 파라데이 상수 (96,500 coulombs)

마그네슘의 경우:
M = 24.32 그램
I = 1A
n = 2
t = 1년 (3.156 x 10^7 초)
W = 3976 그램/(8.767 파운드)
따라서, 이론적인 소비율은

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1년에는 8,766 시간이 있습니다. 음극 금속 1파운드당 암페어-시간 용량은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다:

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마그네슘의 경우:
효율 = 50%
실용 용량 = 1102 A-h/kg (499.9 A-h/lb.)
실용 소비율 = 3.98kg/A-Yr x 2 = 7.96kg/A-yr

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일반 사용법

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마그네슘 음극은 일반적으로 상대적으로 적은 전류가 필요한 담수와 토양에 사용됩니다. 음극은 파이프라인을 따라 분산되게 사용될 수도 있고, 더 복잡한 구조물이나 구조물 그룹 주변에 사용될 수도 있습니다. 또한, 음극은 모여서 음극 침대로 설치될 수도 있습니다. 압출된 리본은 파이프 트렌치에 놓일 수도 있고, 구조물 주변에 감겨질 수도 있으며, 용기 내부에 맞게 형성될 수도 있습니다.

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