👨‍🏫 0005.0002.  電極間距離と電極面積－電気力線とセル定数－

同じ電解液であれば、抵抗は電極間距離に比例し、断面積に反比例します。 このときの電極間距離と断面積の比をセル定数と言います。

ふつうは電極面積や断面積を独立に測定するのではなく、既知の導電率の電解液でセルを満たして抵抗を測定し、そこｋだらセル定数を求めます。

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【物理量】セル定数 a 〔1/m〕

電気回路は電池の中で途切れているわけではありません。 電池の中で電流はイオンとしてアノードからカソードへ流れます。 電解液の中のイオンは電界の強さ E 〔V/m〕によって 力 F 〔N〕 を受けるからです。 このようにイオンが力を受けて移動する道筋を電気力線といいます。 電気力線は途中で途切れることもなければ交わることもありません。

同じ電解液であれば、抵抗は電極間距離に比例し、断面積に反比例します。 このときの電極間距離と断面積の比をセル定数aと言います。抵抗率 ρ 〔Ω·m〕は、電気抵抗 R 〔Ω〕をセル定数 a 〔1/m〕で割った物理量です。

表 セル定数にまつわる物理量

	備考
セル定数	電気抵抗 R 〔Ω〕＝抵抗率 ρ 〔Ω·m〕×セル定数 a 〔1/m〕 抵抗率 ρ 〔Ω·m〕＝電界の強さ E 〔V/m〕÷電流密度 J 〔A/m²〕
電極間距離	電界の強さ E 〔V/m〕＝電圧 V 〔V〕÷電極間距離 d 〔m〕
電極面積	実験室でよく使う旗型電極の電極面積は 1cm2。 電流密度 J 〔A/m²〕＝電流 I 〔A〕÷電極面積