4電極系について教えて下さい。

質問

三電極系では作用電極の電位を上げていき、正に帯電させた場合、そのカウンターイオンである負のイオンが対極を帯電させることになるわけですが、バイポテンショスタットを使った4電極系ではどうなるのでしょうか？

RE, CE, WE1, WE2の４つの電極を用意します。
REに対してWE1とWE2の電位を制御するわけですが、
WE1の電位を固定にしたまま、WE2の電位を正にした場合、負のイオンが帯電するのではRE, WE1両方だと思うのですが、合っていますでしょうか？

もしWE1の帯電状態を変えることなく、WE2を正に帯電するとともにCEを負に帯電したいとするとREに対するWE1の電位を変える必要があると思うのですが、これは合っていますでしょうか？

もしこのようなフィードバック回路を組みたい場合どのようにバイポテンショスタット回路を組めば良いのでしょうか？

どなたか答える方がおられた教えて下さい。

よろしくお願いいたします。

回答No.3

c80s3xxx · ベストアンサー

誤差というのは，実際のポテンショスタットが理想OPアンプでできているわけではないので，フィードバックによる誤差，有限の応答時間による応答遅れ，とかがあるでしょうね．
交流で大きく出るということは，応答速度の問題はありそうですが．

回答No.2

c80s3xxx

> WE2の電位を変えたときにWE1のI/Vコンバータには電流が検出されます。

どのくらいの電流が流れるのか知りませんけど，ポテンショスタットの誤差じゃないんですか？
バイポテンショスタットは普通そのような使い方をしますが，それでWE1の状況が変わってしまうようでは，二重電極の測定が成立しないんですが．

お礼

回答ありがとうございます。

「誤差」というのはどういう意味での誤差でしょうか？
定常誤差か何かがWE2の電位を変えたことで解消された、という感じでしょうか？

特にWE2の電位を交流的に変調をかけてやったときにWE1に大きな電流が流れるようなのですが、これと何か関係ありますでしょうか？

回答No.1

c80s3xxx

帯電で考えることの意味がよくわかりませんが，まあ，それはともかくとして．．．

> WE1の電位を固定にしたまま、WE2の電位を正にした場合、負のイオンが帯電するのではRE, WE1両方だと思うのですが、合っていますでしょうか？

合っていません．
そもそも参照極の状況は，他の電極がどういう状況にあるかとは無関係に一定です．というか，そうするためにポテンショスタットという道具が考案されたのです．

> もしWE1の帯電状態を変えることなく、WE2を正に帯電するとともにCEを負に帯電したいとするとREに対するWE1の電位を変える必要があると思うのですが、これは合っていますでしょうか？

3極系で WE1 にある電位を設定した場合と，4極系で WE1 にある電位を設定した場合，WE1 の状況は完全に同じです．4極系で WE2 の電位をどうしようと，WE1 の状態はその設定電位で決まります．
また，CE の状態を望むようにしたい，ということはできません．ポテンショスタットは，WE1 (と WE2) の状態を指定状態にし，そのつじつま合わせを CE にすべて押しつけるという動作をするものだからです．

お礼

ありがとうございます。

帯電で考える、というのは電気二重層の充放電つまりは電極に電流が流れるということを意味しています。

>4極系で WE2 の電位をどうしようと，WE1 の状態はその設定電位で決まります．
とのことなのですが、WE2の電位を変えたときにWE1のI/Vコンバータには電流が検出されます。

ということは、WE1のREに対する電位はフィードバックをかけているために変化することがなかったとしても電流が流れるということは、これはWE1の電気二重層に電荷が充電されたことを意味するのではないのでしょうか？
この電流によってWE1は状態はWE2の電位を変える前と比べて変化しそうな気がするのですが、そういうことはないのでしょうか？
この電流は何を意味するのでしょうか？