Тези, които се занимават с практическа електроника, трябва да знаят за анода и катода на захранването. Как и как се казва? Защо точно? Ще има задълбочено разглеждане на темата от гледна точка не само на радиолюбителството, но и на химията. Най-популярното обяснение е, че анодът е положителният електрод, а катодът е отрицателният. Уви, това не винаги е вярно и непълно. За да можете да определите анода и катода, трябва да имате теоретична основа и да знаете какво и как. Нека да разгледаме това в рамките на статията.
Анод
Нека се обърнем към GOST 15596-82, който се занимава с химически източници на ток. Интересува ни информацията, публикувана на третата страница. Според GOST анодът е отрицателният електрод на химически източник на ток. Това е! Защо точно? Факт е, че именно през него електрическият ток влиза от външната верига в самия източник. Както виждате, не всичко е толкова лесно, колкото изглежда на пръв поглед. Препоръчително е внимателно да разгледате снимките, представени в статията, ако съдържанието изглежда твърде сложно - те ще ви помогнат да разберете какво иска да ви предаде авторът.
Катод
Обръщаме се към същия GOST 15596-82. положителен електродХимически източник на ток е този, от който при разреждане влиза във външна верига. Както можете да видите, данните, съдържащи се в GOST 15596-82, разглеждат ситуацията от различна гледна точка. Ето защо човек трябва да бъде много внимателен, когато се консултира с другите относно определени конструкции.
Появата на термини
Те са въведени от Фарадей през януари 1834 г., за да се избегнат неясноти и да се постигне по-голяма точност. Той също така предложи своя собствена версия на запаметяване, използвайки примера на Слънцето. И така, неговият анод е изгрев. Слънцето се движи нагоре (навлиза ток). Катодът е входът. Слънцето се движи надолу (токът изгасва).
Пример за тръба и диод
Продължаваме да разбираме какво се използва за обозначаване на какво. Да предположим, че имаме един от тези консуматори на енергия в отворено състояние (в директна връзка). И така, от външната верига на диода електрически ток влиза в елемента през анода. Но не се обърквайте от това обяснение с посоката на електроните. През катода електрически ток изтича от използвания елемент във външната верига. Развилата се сега ситуация напомня случаите, когато хората гледат обърната картина. Ако тези обозначения са сложни, не забравяйте, че само химиците трябва да ги разбират по този начин. Сега нека направим обратното. Вижда се, че полупроводниковите диоди практически няма да провеждат ток. Единственото възможно изключение тук е обратното разбиване на елементите. И електровакуумни диоди (кенотрони,радиолампи) изобщо няма да провеждат обратен ток. Затова се счита (условно), че той не минава през тях. Следователно, формално анодните и катодните изводи на диода не изпълняват своите функции.
Защо има объркване?
Специално, за да се улесни обучението и практическото приложение, беше решено, че диодните елементи на имената на изводите няма да се променят в зависимост от тяхната схема на превключване и ще бъдат "прикрепени" към физическите изводи. Но това не се отнася за батериите. Така че за полупроводниковите диоди всичко зависи от вида на проводимостта на кристала. Във вакуумните тръби този въпрос е свързан с електрода, който излъчва електрони на мястото на нишката. Разбира се, тук има някои нюанси: например обратен ток може да протича през полупроводникови устройства като супресор и ценеров диод, но тук има специфика, която очевидно е извън обхвата на статията.
Справяне с електрическата батерия
Това е наистина класически пример за химически източник на електроенергия, който е възобновяем. Батерията е в един от двата режима: зареждане/разреждане. И в двата случая ще има различна посока на електрическия ток. Но имайте предвид, че полярността на електродите няма да се промени. И те могат да играят в различни роли:
- По време на зареждане положителният електрод получава електрически ток и е анод, а отрицателният го освобождава и се нарича катод.
- Ако няма движение, няма смисъл да говорим за тях.
- По време наразряд, положителният електрод освобождава електрическия ток и е катод, докато отрицателният електрод приема и се нарича анод.
Нека кажем дума за електрохимията
Тук се използват малко по-различни дефиниции. По този начин анодът се разглежда като електрод, където протичат окислителни процеси. И като си спомните училищния курс по химия, можете ли да отговорите какво се случва в другата част? Електродът, върху който протичат редукционните процеси, се нарича катод. Но няма препратка към електронни устройства. Нека да разгледаме стойността на редокс реакциите за нас:
- Окисление. Има процес на откат на електрон от частица. Неутралното се превръща в положителен йон, а отрицателното се неутрализира.
- Възстановяване. Има процес на получаване на електрон от частица. Положителен се превръща в неутрален йон, а след това в отрицателен, когато се повтори.
- И двата процеса са взаимосвързани (например броят на електроните, които се раздават, е равен на техния добавен брой).
Фарадей също въведе имена за елементите, които участват в химичните реакции:
- Катиони. Това е името на положително заредените йони, които се движат в разтвора на електролита към отрицателния полюс (катод).
- Аниони. Това е името на отрицателно заредените йони, които се движат в разтвора на електролита към положителния полюс (анод).
Как се случват химичните реакции?
Окисление и редукцияполуреакциите са разделени в пространството. Преходът на електрони между катода и анода не се извършва директно, а се дължи на проводника на външната верига, върху който се създава електрически ток. Тук може да се наблюдава взаимната трансформация на електрически и химични форми на енергия. Следователно, за да се образува външна верига на системата от проводници от различни видове (които са електродите в електролита), е необходимо да се използва метал. Виждате ли, напрежението между анода и катода съществува, както и един нюанс. И ако няма елемент, който им пречи да извършат директно необходимия процес, тогава стойността на източниците на химически ток би била много ниска. И така, поради факта, че зарядът трябва да премине през тази схема, оборудването беше сглобено и работи.
Какво е какво: стъпка 1
Сега нека дефинираме какво е какво. Да вземем галванична клетка на Якоби-Даниел. От една страна, той се състои от цинков електрод, който е потопен в разтвор на цинков сулфат. След това идва порестата преграда. А от другата страна има меден електрод, който се намира в разтвор на меден сулфат. Те са в контакт един с друг, но химическите характеристики и преградата не позволяват смесване.
Стъпка 2: Обработка
Цинкът се окислява и електроните се движат по външната верига към медта. Така се оказва, че галваничната клетка има отрицателно зареден анод и положителен катод. Освен това този процес може да продължи само в случаите, когато електроните имат къде да „отидат“. Въпросът е да отидеш директноот електрода към друг предотвратява наличието на "изолация".
Стъпка 3: Електролиза
Нека разгледаме процеса на електролиза. Инсталацията за нейното преминаване представлява съд, в който има разтвор или електролитна стопилка. В него се спускат два електрода. Те са свързани към източник на постоянен ток. Анодът в този случай е електродът, който е свързан към положителния полюс. Тук се извършва окисляването. Отрицателно зареденият електрод е катодът. Тук се случва реакцията на редукция.
Стъпка 4: Най-накрая
Ето защо, когато се работи с тези концепции, винаги трябва да се има предвид, че анодът не се използва в 100% от случаите за обозначаване на отрицателен електрод. Също така катодът може периодично да губи положителния си заряд. Всичко зависи от това какъв процес протича на електрода: редукционен или окислителен.
Заключение
Така е всичко - не е много трудно, но не може да се каже, че е лесно. Разгледахме галваничната клетка, анода и катода от гледна точка на веригата и сега не би трябвало да имате проблеми с свързването на захранванията с времето на работа. И накрая, трябва да оставите малко по-ценна информация за вас. Винаги трябва да вземете предвид разликата, която има катоден/аноден потенциал. Работата е там, че първият винаги ще бъде малко голям. Това се дължи на факта, че ефективността не работи с индикатор от 100% и част от зарядите се разсейват. Именно поради това можете да видите, че батериите имат ограничение за броя пъти, в които могат да се зареждат иизписване.
