Анод і катод - што гэта і як правільна вызначыць?

Пра анод і катод крыніцы харчавання неабходна ведаць тым, хто займаецца практычнай электронікай. Што і як завуць? Чаму менавіта так? Будзе паглыбленне разгляд тэмы з пункту гледжання не толькі радиолюбительства, але і хіміі. Найбольш папулярнае тлумачэнне гучыць наступным чынам: анод - гэта станоўчы электрод, а катод - адмоўны. На жаль, гэта не заўсёды дакладна і няпоўна. Каб умець вызначыць анод і катод, неабходна мець тэарэтычную базу і ведаць, што ды як. Давайце разгледзім гэта ў рамках артыкула.

анод

Звернемся да ДАСТ 15596-82, які займаецца хімічнымі крыніцамі току. Нас цікавіць інфармацыя, размешчаная на трэцяй старонцы. Паводле Даста, адмоўным электродам хімічнага крыніцы току з'яўляецца менавіта анод. Вось так так! А чаму менавіта так? Справа ў тым, што менавіта праз яго электрычны ток ўваходзіць з знешняй ланцугу ў сама крыніца. Як бачыце, не ўсё так лёгка, як здаецца на першы погляд. Можна параіць ўважліва разглядаць прадстаўленыя ў артыкуле карцінкі, калі змесціва здаецца занадта складаным - яны дапамогуць зразумець, што ж аўтар хоча вам данесці.

катод

Звяртаемся ўсё да таго ж ДАСТ 15596-82. Станоўчым электродам хімічнага крыніцы току з'яўляецца той, пры разрадзе з якога ён выходзіць ў вонкавы ланцуг. Як бачыце, дадзеныя, якія змяшчаюцца ў ДАСТ 15596-82, разглядаюць сітуацыю з іншай пазіцыі. Таму пры кансультаванні з іншымі людзьмі наконт пэўных канструкцый неабходна быць вельмі асцярожным.

Узнікненне тэрмінаў

Іх увёў яшчэ Фарадей ў студзені 1834 года, каб пазбегнуць няяснасьці і дамагчыся большай дакладнасці. Ён прапаноўваў і свой варыянт запамінання на прыкладзе з Сонцам. Так, у яго анод - гэта ўсход. Сонца рухаецца ўверх (ток ўваходзіць). Катод - гэта заход. Сонца рухаецца ўніз (ток выходзіць).

Прыклад радиолампы і дыёда

Працягваем разбірацца, што для абазначэння чаго выкарыстоўваецца. Дапусцім, адзін з дадзеных спажыўцоў энергіі ў нас маецца на адкрытым стане (у прамым уключэнні). Так, з знешняй ланцугу дыёда ў элемент па анода ўваходзіць электрычны ток. Але не блытаць дзякуючы такому тлумачэнню з кірункам электронаў. Праз катод ў вонкавы ланцуг з выкарыстоўванага элемента выходзіць электрычны ток. Тая сітуацыя, што склалася цяпер, нагадвае выпадкі, калі людзі глядзяць на перакуленую карціну. Калі дадзеныя абазначэння складаныя - памятаеце, што разбірацца ў іх такім чынам абавязковае выключна хімікам. А цяпер давайце зробім адваротнае ўключэнне. Можна заўважыць, што паўправадніковыя дыёды практычна не будуць праводзіць ток. Адзінае магчымае тут выключэнне - зваротны пробай элементаў. А электравакуумныя дыёды (кенатрон, радиолампы) наогул не будуць праводзіць зваротны ток. Таму і лічыцца (умоўна), што ён праз іх не ідзе. Таму фармальна высновы анод і катод у дыёда не выконваюць свае функцыі.

Чаму існуе блытаніна?

Спецыяльна, каб палегчыць навучанне і практычнае прымяненне, было вырашана, што дыёдныя элементы назвы высноў не будуць мяняць у залежнасці ад сваёй схемы ўключэння, і яны будуць «прымацаваныя» да фізічных высноў. Але гэта не адносіцца да акумулятарам. Так, у паўправадніковых дыёдаў усё залежыць ад тыпу праводнасці крышталя. У электронных лямпах гэтае пытанне прывязаны да электрода, які эмітуюцца электроны ў месцы размяшчэння ніткі напалу. Вядома, тут ёсць пэўныя нюансы: так, праз такія паўправадніковыя прыборы, як супрессор і стабилитрон, можа трохі працякаць зваротны ток, але тут існуе спецыфіка, відавочна якая выходзіць за рамкі артыкула.

Разбіраемся з электрычным акумулятарам

Гэта па-сапраўднаму класічны прыклад хімічнага крыніцы электрычнага току, што з'яўляецца аднаўляльных. Акумулятар знаходзіцца ў адным з двух рэжымаў: зарад / разрад. У абодвух гэтых выпадках будзе розны кірунак электрычнага току. Але зьвярніце ўвагу, што палярнасць электродаў пры гэтым мяняцца не будзе. І яны могуць выступаць у розных ролях:

1. Падчас зарадкі станоўчы электрод прымае электрычны ток і з'яўляецца анодам, а адмоўны яго адпускае і называецца катодам.
2. Пры адсутнасці руху пра іх размову весці няма сэнсу.
3. Падчас разраду станоўчы электрод адпускае электрычны ток і з'яўляецца катодам, а адмоўны прымае і называецца анодам.

Пра электрахіміі замовіць слова

Тут выкарыстоўваюць трохі іншыя азначэнні. Так, анод разглядаецца як электрод, дзе працякаюць акісляльныя працэсы. І успамінаючы школьны курс хіміі, можаце адказаць, што адбываецца ў іншай частцы? Электрод, на якім працякаюць аднаўленчыя працэсы, называецца катодам. Але тут няма прывязкі да электронных прыбораў. Давайце разгледзім каштоўнасць акісляльна-аднаўленчых рэакцый для нас:

1. Акісленне. Адбываецца працэс аддачы часціцай электрона. Нейтральная ператвараецца ў станоўчы іён, а адмоўная нейтралізуецца.
2. Аднаўленне. Адбываецца працэс атрымання часціцай электрона. Станоўчая ператвараецца ў нейтральны іён, а потым у адмоўны пры паўторы.
3. Абодва працэсу з'яўляюцца ўзаемазлучанымі (так, колькасць электронаў, што аддадзены, раўняецца далучаны іх ліку).

Таксама Фарадеем для абазначэння былі ўведзеныя назвы для элементаў, што прымаюць удзел у хімічных рэакцыях:

1. Катыёны. Так называюцца станоўча зараджаныя іёны, што рухаюцца ў растворы электраліта ў бок адмоўнага полюса (катода).
2. Аніёны. Так называюцца адмоўна зараджаныя іёны, што рухаюцца ў растворы электраліта ў бок станоўчага полюса (анода).

Як адбываюцца хімічныя рэакцыі?

Акісляльная і аднаўленчая полуреакции з'яўляюцца падзеленымі ў прасторы. Пераход электронаў паміж катодам і анодам ажыццяўляецца не непасрэдна, а дзякуючы правадыру вонкавага ланцуга, на якім ствараецца электрычны ток. Тут можна назіраць ўзаемнае ператварэнне электрычнай і хімічнай формаў энергіі. Таму для адукацыі вонкавага ланцуга сістэмы з правадыроў рознага роду (якімі з'яўляюцца электроды ў электраліце) і неабходна карыстацца металам. Ці бачыце, напружанне паміж анодам і катодам існуе, як і адзін нюанс. І калі б не было элемента, што перашкаджае ім наўпрост вырабіць неабходны працэс, то каштоўнасць крыніц хімічнага току была б вельмі нізкая. А так, дзякуючы таму, што зараду неабходна прайсціся па той схеме, была сабрана і працуе тэхніка.

Што ёсць што: крок 1

Зараз давайце будзем вызначаць, што ёсць што. Возьмем гальванічны элемент Якобі-Даніэля. З аднаго боку ён складаецца з цынкавага электрода, які апушчаны ў раствор сульфату цынку. Затым ідзе сітаватая перагародка. І з іншага боку маецца медны электрод, які размешчаны ў растворы сульфату медзі. Яны датыкаюцца паміж сабой, але хімічныя асаблівасці і перагародка не даюць змяшацца.

Крок 2: Працэс

Адбываецца акісленне цынку, і электроны па знешняй ланцугу рухаюцца да медзі. Так атрымліваецца, што гальванічны элемент мае анод, зараджаны адмоўна, і катод - станоўчы. Прычым гэты працэс можа працякаць толькі ў тых выпадках, калі электронам ёсць куды «ісці». Справа ў тым, што трапіць напрамую ад электрода да іншага перашкаджае наяўнасць «ізаляцыі».

Крок 3: Электроліз

Давайце разгледзім працэс электролізу. Ўстаноўка для яго праходжання з'яўляецца пасудзінай, у якім маецца раствор або расплаў электраліта. У яго апушчана два электрода. Яны падлучаныя да крыніцы пастаяннага току. Анод ў гэтым выпадку - гэта электрод, які падлучаны да станоўчага полюсу. Тут адбываецца акісленне. Адмоўна зараджаны электрод - гэта катод. Тут працякае рэакцыя аднаўлення.

Крок 4: Напрыканцы

Таму пры апераванні дадзенымі паняццямі заўсёды неабходна ўлічваць, што анод не ў 100% выпадкаў выкарыстоўваецца для абазначэння адмоўнага электрода. Таксама катод перыядычна можа пазбаўляцца свайго станоўчага зарада. Усё залежыць ад таго, які працэс на электродзе працякае: аднаўленчы або акісляльных.

заключэнне

Вось такім ўсё і з'яўляецца - не вельмі складана, але не скажаш, што і проста. Мы разгледзелі гальванічны элемент, анод і катод з пункту гледжання схемы, і цяпер праблем з злучэннем крыніц харчавання з напрацоўкамі ў вас быць не павінна. І напрыканцы трэба пакінуць яшчэ трохі каштоўнай для вас інфармацыі. Заўсёды даводзіцца ўлічваць розніцу, якую мае патэнцыял катода / патэнцыял анода. Справа ў тым, што першы заўсёды будзе трохі вялікім. Гэта з-за таго, што каэфіцыент карыснага дзеяння не працуе з паказчыкам у 100% і частка зарадаў рассейваецца. Менавіта з-за гэтага можна ўбачыць, што акумулятары маюць абмежаванне на колькасць раз зарада і разраду.