Praktilise elektroonikaga tegelejad peavad teadma toiteallika anoodi ja katoodi. Kuidas ja kuidas seda nimetatakse? Miks täpselt? Toimub teema süvitsi käsitlemine mitte ainult amatöörraadio, vaid ka keemia vaatevinklist. Kõige populaarsem seletus on see, et anood on positiivne elektrood ja katood on negatiivne. Paraku pole see alati tõsi ja puudulik. Anoodi ja katoodi määramiseks peab teil olema teoreetiline alus ja teadma, mida ja kuidas. Vaatame seda artikli raames.
Anood
Pöördume GOST 15596-82 poole, mis käsitleb keemilisi vooluallikaid. Oleme huvitatud kolmandal lehel avaldatud teabest. Vastav alt GOST-ile on anood keemilise vooluallika negatiivne elektrood. See on kõik! Miks täpselt? Fakt on see, et selle kaudu siseneb elektrivool välisest vooluringist allikasse endasse. Nagu näete, pole kõik nii lihtne, kui esmapilgul tundub. Soovitatav on hoolik alt kaaluda artiklis esitatud pilte, kui sisu tundub liiga keeruline – need aitavad teil mõista, mida autor soovib teile edastada.
Katood
Pöördume sama GOST 15596-82 poole. positiivne elektroodKeemiline vooluallikas on selline, millest tühjenemisel siseneb see välisesse vooluringi. Nagu näete, käsitlevad GOST 15596-82 sisalduvad andmed olukorda erinevast vaatenurgast. Seetõttu tuleb teatud konstruktsioonide osas teistega konsulteerides olla väga ettevaatlik.
Tingimuste tekkimine
Need tutvustas Faraday 1834. aasta jaanuaris, et vältida ebaselgust ja saavutada suurem täpsus. Ta pakkus ka oma versiooni meeldejätmisest Päikese näitel. Niisiis, tema anood on päikesetõus. Päike liigub üles (vool siseneb). Katood on sissepääs. Päike liigub alla (vool kustub).
Lubu ja dioodi näide
Saame jätkuv alt aru, mida kasutatakse mille tähistamiseks. Oletame, et meil on üks neist energiatarbijatest avatud olekus (otseühenduses). Niisiis, dioodi välisest vooluringist siseneb anoodi kaudu elementi elektrivool. Kuid ärge laske end segadusse ajada sellest seletusest elektronide suunaga. Katoodi kaudu voolab kasutatud elemendist välja elektrivool välisahelasse. Praeguseks kujunenud olukord meenutab juhtumeid, kui inimesed vaatavad ümberpööratud pilti. Kui need nimetused on keerulised, pidage meeles, et ainult keemikud peavad neid sel viisil mõistma. Nüüd teeme vastupidi. On näha, et pooljuhtdioodid praktiliselt ei juhi voolu. Ainus võimalik erand on siin elementide vastupidine jaotus. Ja elektrovaakumdioodid (kenotronid,raadiotorud) ei juhi üldse pöördvoolu. Seetõttu leitakse (tinglikult), et ta neid ei läbi. Seetõttu formaalselt ei täida dioodi anoodi- ja katoodklemmid oma funktsioone.
Miks on segadus?
Spetsiaalselt õppimise ja praktilise rakendamise hõlbustamiseks otsustati, et kontaktide nimede dioodielemendid ei muutu sõltuv alt nende lülitusskeemist ja need "kinnitatakse" füüsiliste kontaktide külge. Kuid see ei kehti patareide kohta. Seega sõltub pooljuhtdioodide puhul kõik kristalli juhtivuse tüübist. Vaakumtorudes on see küsimus seotud elektroodiga, mis kiirgab hõõgniidi asukohas elektrone. Muidugi on siin teatud nüansid: näiteks võib pöördvool voolata läbi pooljuhtseadmete, nagu summuti ja zeneri diood, kuid siin on spetsiifilisus, mis jääb selgelt artikli ulatusest välja.
Elektriakuga tegelemine
See on tõeliselt klassikaline näide taastuvast elektrienergia keemilisest allikast. Aku on ühes kahest režiimist: laadimine / tühjendamine. Mõlemal juhul on elektrivoolu suund erinev. Kuid pange tähele, et elektroodide polaarsus ei muutu. Ja nad võivad tegutseda erinevates rollides:
- Laadimise ajal saab positiivne elektrood elektrivoolu ja on anood, negatiivne aga vabastab selle ja seda nimetatakse katoodiks.
- Kui liikumist pole, pole mõtet neist rääkida.
- Aj altühjenemise korral vabastab positiivne elektrood elektrivoolu ja on katood, negatiivne elektrood aga võtab vastu ja seda nimetatakse anoodiks.
Ütleme paar sõna elektrokeemiast
Siin kasutatakse veidi erinevaid definitsioone. Seega peetakse anoodi elektroodiks, kus toimuvad oksüdatiivsed protsessid. Ja kooli keemiakursust meenutades oskate vastata, mis teises osas toimub? Elektroodi, millel redutseerimisprotsessid toimuvad, nimetatakse katoodiks. Kuid elektroonikaseadmetele pole viidet. Vaatame redoksreaktsioonide väärtust meie jaoks:
- Oksüdatsioon. Toimub elektroni tagasilöögi protsess osakese poolt. Neutraalne muutub positiivseks iooniks ja negatiivne neutraliseeritakse.
- Restaureerimine. On olemas protsess elektroni saamiseks osakese abil. Positiivne muutub neutraalseks iooniks ja kordumisel negatiivseks.
- Mõlemad protsessid on omavahel seotud (näiteks äraantavate elektronide arv võrdub nende lisatud arvuga).
Faraday tutvustas ka keemilistes reaktsioonides osalevate elementide nimesid:
- Katioonid. See on positiivselt laetud ioonide nimi, mis liiguvad elektrolüüdi lahuses negatiivse pooluse (katoodi) suunas.
- Anioonid. See on negatiivselt laetud ioonide nimi, mis liiguvad elektrolüüdi lahuses positiivse pooluse (anoodi) suunas.
Kuidas keemilised reaktsioonid toimuvad?
Oksüdeerimine ja redutseeriminepoolreaktsioonid on ruumis eraldatud. Elektronide üleminek katoodi ja anoodi vahel ei toimu otse, vaid tänu välise vooluahela juhile, millele tekib elektrivool. Siin võib jälgida elektriliste ja keemiliste energiavormide vastastikust muundumist. Seetõttu on süsteemi välise vooluringi moodustamiseks erinevat tüüpi juhtmetest (mis on elektrolüüdis elektroodid) vaja kasutada metalli. Näete, anoodi ja katoodi vaheline pinge on olemas, samuti üks nüanss. Ja kui poleks elementi, mis takistaks neil vajalikku protsessi otseselt läbi viia, oleks keemilise voolu allikate väärtus väga madal. Kuna laadimine peab läbima selle skeemi, sai seade kokku pandud ja töötab.
Mis on mis: samm 1
Nüüd määratleme, mis on mis. Võtame Jacobi-Danieli galvaanilise elemendi. Ühelt poolt koosneb see tsinkelektroodist, mis on sukeldatud tsinksulfaadi lahusesse. Siis tuleb poorne vahesein. Ja teisel pool on vaskelektrood, mis asub vasksulfaadi lahuses. Need on üksteisega kontaktis, kuid keemilised omadused ja vahesein ei võimalda segunemist.
2. samm: töötlemine
Tsink oksüdeerub ja elektronid liiguvad mööda välist vooluringi vaseks. Nii selgub, et galvaanilisel elemendil on negatiivselt laetud anood ja positiivne katood. Pealegi saab see protsess kulgeda ainult juhtudel, kui elektronidel on kuhugi "minekuks". Asi on selles, et minna otseelektroodilt teisele hoiab ära "isolatsiooni".
3. samm: elektrolüüs
Vaatame elektrolüüsi protsessi. Selle läbilaskeseade on anum, milles on lahus või elektrolüüdi sulam. Sellesse on langetatud kaks elektroodi. Need on ühendatud alalisvooluallikaga. Anoodiks on antud juhul elektrood, mis on ühendatud positiivse poolusega. Siin toimub oksüdatsioon. Negatiivse laenguga elektrood on katood. Siin toimub redutseerimisreaktsioon.
4. samm: lõpuks
Seetõttu tuleb nende mõistetega opereerides alati arvestada, et anoodi ei kasutata 100% juhtudest negatiivse elektroodi tähistamiseks. Samuti võib katood perioodiliselt kaotada oma positiivse laengu. Kõik sõltub sellest, milline protsess elektroodil toimub: redutseeriv või oksüdatiivne.
Järeldus
Nii on kõik - mitte väga raske, aga ei saa öelda, et see on lihtne. Uurisime galvaanielementi, anoodi ja katoodi vooluringi seisukoh alt ning nüüd ei tohiks probleeme tekkida toiteallikate ühendamisel tööajaga. Ja lõpuks peate jätma teile veel väärtuslikku teavet. Alati tuleb arvestada erinevusega, mis katoodpotentsiaalil / anoodipotentsiaalil on. Asi on selles, et esimene on alati natuke suur. See on tingitud asjaolust, et efektiivsus ei tööta 100% indikaatoriga ja osa laenguid hajub. Just tänu sellele näete, et akudel on laadimiskordade arv piiratud jatühjenemine.
