Osoby zajmujące się praktyczną elektroniką muszą wiedzieć o anodzie i katodzie zasilacza. Jak i jak się nazywa? Dlaczego dokładnie? Temat zostanie dogłębnie rozważony z punktu widzenia nie tylko krótkofalarstwa, ale także chemii. Najpopularniejszym wyjaśnieniem jest to, że anoda jest elektrodą dodatnią, a katoda ujemną. Niestety, nie zawsze jest to prawda i niepełna. Aby móc określić anodę i katodę, trzeba mieć podstawy teoretyczne i wiedzieć co i jak. Przyjrzyjmy się temu w ramach artykułu.
Anoda
Przejdźmy do GOST 15596-82, który dotyczy chemicznych źródeł prądu. Interesują nas informacje zamieszczone na trzeciej stronie. Według GOST anoda jest ujemną elektrodą chemicznego źródła prądu. Otóż to! Dlaczego dokładnie? Faktem jest, że dzięki niemu prąd elektryczny wchodzi z obwodu zewnętrznego do samego źródła. Jak widać, nie wszystko jest takie proste, jak się wydaje na pierwszy rzut oka. Wskazane jest uważne rozważenie zdjęć przedstawionych w artykule, jeśli treść wydaje się zbyt skomplikowana - pomogą Ci zrozumieć, co autor chce Ci przekazać.
Katoda
Zwracamy się do tego samego GOST 15596-82. elektroda dodatniaChemiczne źródło prądu to takie, z którego po rozładowaniu wchodzi do obwodu zewnętrznego. Jak widać, dane zawarte w GOST 15596-82 rozważają sytuację z innej perspektywy. Dlatego należy być bardzo ostrożnym podczas konsultacji z innymi w sprawie niektórych konstrukcji.
Pojawienie się terminów
Zostały wprowadzone przez Faradaya w styczniu 1834 roku, aby uniknąć niejasności i osiągnąć większą dokładność. Zaproponował także własną wersję zapamiętywania na przykładzie Słońca. Więc jego anoda to wschód słońca. Słońce wznosi się (prąd wchodzi). Katoda jest wejściem. Słońce idzie w dół (prąd gaśnie).
Przykład lampy i diody
Nadal rozumiemy, co jest używane do oznaczania czego. Załóżmy, że jeden z tych odbiorców energii jest w stanie otwartym (w bezpośrednim połączeniu). Tak więc z zewnętrznego obwodu diody przez anodę do elementu wpływa prąd elektryczny. Ale nie dajcie się pomylić tym wyjaśnieniem z kierunkiem elektronów. Przez katodę prąd elektryczny wypływa z użytego elementu do obwodu zewnętrznego. Sytuacja, która się teraz rozwinęła, przypomina przypadki, w których ludzie patrzą na odwrócony obraz. Jeśli te oznaczenia są skomplikowane, pamiętaj, że tylko chemicy muszą je w ten sposób rozumieć. Teraz zróbmy coś odwrotnego. Widać, że diody półprzewodnikowe praktycznie nie przewodzą prądu. Jedynym możliwym wyjątkiem jest tutaj odwrotny podział elementów. I diody elektropróżniowe (kenotrony,lampy radiowe) w ogóle nie będą przewodzić prądu wstecznego. Dlatego uważa się (warunkowo), że nie przechodzi przez nie. Dlatego formalnie zaciski anody i katody diody nie spełniają swoich funkcji.
Dlaczego jest zamieszanie?
Specjalnie, aby ułatwić naukę i praktyczne zastosowanie, zdecydowano, że elementy diodowe w nazwach pinów nie będą się zmieniać w zależności od ich schematu przełączania i będą „doczepione” do fizycznych pinów. Ale to nie dotyczy baterii. Tak więc w przypadku diod półprzewodnikowych wszystko zależy od rodzaju przewodnictwa kryształu. W lampach próżniowych pytanie to jest związane z elektrodą, która emituje elektrony w miejscu żarnika. Oczywiście są tu pewne niuanse: na przykład prąd wsteczny może płynąć przez urządzenia półprzewodnikowe, takie jak tłumik i dioda Zenera, ale jest tutaj specyfika, która wyraźnie wykracza poza zakres artykułu.
Obchodzenie się z akumulatorem elektrycznym
To naprawdę klasyczny przykład odnawialnego chemicznego źródła energii elektrycznej. Akumulator znajduje się w jednym z dwóch trybów: ładowanie/rozładowanie. W obu tych przypadkach będzie inny kierunek prądu elektrycznego. Pamiętaj jednak, że polaryzacja elektrod się nie zmieni. Mogą pełnić różne role:
- Podczas ładowania elektroda dodatnia otrzymuje prąd elektryczny i jest anodą, a ujemna ją uwalnia i nazywana jest katodą.
- Jeśli nie ma ruchu, nie ma sensu o nich mówić.
- Podczasrozładowania, elektroda dodatnia uwalnia prąd elektryczny i jest katodą, podczas gdy elektroda ujemna odbiera i jest nazywana anodą.
Powiedzmy słowo o elektrochemii
Użyto tu nieco innych definicji. Tak więc anoda jest uważana za elektrodę, w której zachodzą procesy utleniania. A pamiętając szkolny kurs chemii, czy możesz odpowiedzieć, co dzieje się w drugiej części? Elektroda, na której zachodzą procesy redukcji, nazywana jest katodą. Ale nie ma odniesienia do urządzeń elektronicznych. Spójrzmy, jaką wartość mają dla nas reakcje redoks:
- Utlenianie. Istnieje proces odrzutu elektronu przez cząstkę. Neutralny zamienia się w jon dodatni, a ujemny zostaje zneutralizowany.
- Przywrócenie. Istnieje proces uzyskiwania elektronu przez cząstkę. Dodatni jon zamienia się w jon neutralny, a po powtórzeniu w ujemny.
- Oba procesy są ze sobą powiązane (na przykład liczba oddanych elektronów jest równa ich liczbie dodanej).
Faraday wprowadził również nazwy pierwiastków biorących udział w reakcjach chemicznych:
- Kationy. Jest to nazwa dodatnio naładowanych jonów, które poruszają się w roztworze elektrolitu w kierunku bieguna ujemnego (katody).
- Aniony. Jest to nazwa ujemnie naładowanych jonów, które poruszają się w roztworze elektrolitu w kierunku bieguna dodatniego (anody).
Jak zachodzą reakcje chemiczne?
Utlenianie i redukcjapołówkowe reakcje są rozdzielone w przestrzeni. Przejście elektronów między katodą a anodą nie odbywa się bezpośrednio, ale za pomocą przewodnika obwodu zewnętrznego, na którym powstaje prąd elektryczny. Tutaj można zaobserwować wzajemną przemianę elektrycznych i chemicznych form energii. Dlatego do utworzenia zewnętrznego obwodu układu z różnego rodzaju przewodników (będących elektrodami w elektrolicie) konieczne jest użycie metalu. Widzisz, napięcie między anodą a katodą istnieje, a także jeden niuans. A gdyby nie było elementu, który uniemożliwiałby im bezpośrednie przeprowadzenie niezbędnego procesu, wartość źródeł prądu chemicznego byłaby bardzo niska. I tak ze względu na to, że ładunek musi przejść przez ten schemat, sprzęt został zmontowany i działa.
Co to jest: krok 1
Teraz zdefiniujmy co jest czym. Weźmy ogniwo galwaniczne Jacobiego-Daniela. Z jednej strony składa się z elektrody cynkowej, która jest zanurzona w roztworze siarczanu cynku. Potem pojawia się porowata przegroda. A po drugiej stronie znajduje się miedziana elektroda, która znajduje się w roztworze siarczanu miedzi. Są ze sobą w kontakcie, ale właściwości chemiczne i przegroda nie pozwalają na mieszanie.
Krok 2: Proces
Cynk jest utleniany, a elektrony przemieszczają się wzdłuż obwodu zewnętrznego do miedzi. Okazuje się więc, że ogniwo galwaniczne ma anodę naładowaną ujemnie i katodę dodatnią. Co więcej, proces ten może przebiegać tylko w przypadkach, w których elektrony mają dokąd "odejść". Chodzi o to, aby iść bezpośredniood elektrody do drugiej zapobiega obecności „izolacji”.
Krok 3: Elektroliza
Przyjrzyjmy się procesowi elektrolizy. Instalacją do jego przejścia jest naczynie, w którym znajduje się roztwór lub stopiony elektrolit. W nim opuszczone są dwie elektrody. Są podłączone do źródła prądu stałego. Anoda w tym przypadku jest elektrodą podłączoną do bieguna dodatniego. To tutaj ma miejsce utlenianie. Ujemnie naładowana elektroda jest katodą. Tu zachodzi reakcja redukcji.
Krok 4: Wreszcie
Dlatego podczas pracy z tymi koncepcjami należy zawsze brać pod uwagę, że anoda nie jest używana w 100% przypadków jako elektroda ujemna. Ponadto katoda może okresowo tracić ładunek dodatni. Wszystko zależy od tego, jaki proces zachodzi na elektrodzie: redukcyjny czy utleniający.
Wniosek
Tak wszystko jest - niezbyt trudne, ale nie można powiedzieć, że jest łatwe. Zbadaliśmy ogniwo galwaniczne, anodę i katodę z punktu widzenia obwodu i teraz nie powinno być problemów z podłączeniem zasilaczy z czasem pracy. I na koniec musisz zostawić dla siebie kilka cenniejszych informacji. Zawsze trzeba brać pod uwagę różnicę, jaką ma potencjał katody / potencjał anody. Chodzi o to, że pierwszy zawsze będzie trochę duży. Wynika to z faktu, że wydajność nie działa przy wskaźniku 100%, a część ładunków jest rozpraszana. Z tego powodu można zauważyć, że akumulatory mają limit, ile razy można je ładować iabsolutorium.
