Катод і анод - адзінства і барацьба супрацьлегласцяў

Катод і анод - гэта дзве складнікі аднаго працэсу: праходжання электрычнага току. Усе матэрыялы можна падзяліць на два тыпу - гэта праваднікі, у структуры якіх вялікі лішак свабодных электронаў, і дыэлектрыкі (у іх свабодных электронаў практычна няма).

Паняцце электрычнага току

Электрычны ток - гэта спарадкаванае перасоўванне зараджаных элементарных часціц ў структуры рэчывы пад уздзеяннем электрамагнітнага напружання. Калі прыкласці да правадніка пастаяннае напружанне, то свабодныя электроны, якія маюць адмоўны зарад, пачнуць упорядоченно рухацца ў бок анода (станоўча зараджанага электрода) ад катода (адмоўна зараджанага электрода). Ток ж, адпаведна, будзе цячы ў зваротным кірунку. А катод і анод - гэта два электрода, паміж якімі утварыўся перапад (розніца) электрамагнітнага напружання.

Праваднікі і дыэлектрыкі

Праваднікі і дыэлектрыкі могуць быць цвёрдымі, вадкімі і газападобнымі рэчывамі. Гэта для праходжання электрычнага току зусім не прынцыпова. Пры працяглым дадатку электрамагнітнага напрузе да матэрыялу на катодзе будзе ўтварацца лішак электронаў, а на анодзе - яго нястача. Калі напружанне прыкладаецца дастаткова доўга, то з структуры матэрыялу, з якога зроблены анод, будуць вырывацца звязаныя электроны разам з атамамі, а сам матэрыял пачне ўступаць у хімічную рэакцыю з хімічна актыўнымі рэчывамі з навакольнага асяроддзя. Такі працэс носіць назву электролізу.

электроліз

Катод і анод ў электрахіміі з'яўляюцца двума полюсамі прыкладзенага да солевым растворам або расплавы пастаяннага электрамагнітнага напружання. Пры ўзнікненні току ад лішку электронаў анод пачынае разбурацца, г.зн. самі станоўча зараджаныя атамы рэчыва будуць трапляць у салянай раствор (навакольнае асяроддзе) і пераносіцца на катод, дзе асядаць у вычышчаным выглядзе. Гэты працэс носіць назву гальванічнага. З дапамогай гальванікі пакрываюць тонкім пластом цынку, медзі, золата, срэбра і іншых металаў розныя вырабы.

Што такое катод і якія задачы, якія ён выконвае ў электролізе? Гэта можна зразумець пры выкананні наступных дзеянняў: калі зрабіць анод з бронзы або волава, то на катодзе атрымаецца друкаваная плата, пакрытая тонкім пластом медзі або волава (выкарыстоўваецца ў радыёэлектроннай прамысловасці). Гэтым жа спосабам атрымліваюць пазалочаныя ювелірныя ўпрыгажэнні, омедненные і нават пазалочаныя алюмініевыя наканечнікі для электратэхнікі ў мэтах павышэння электраправоднасці.

Адказы на пытанні пра тое, што такое анод і катод, пры электролізе відавочныя: анод ў выніку праходжанні пастаяннага току праз салянай раствор руйнуецца, а катод прымае на сябе анодны матэрыял. Нават тэрмін такое ўзнікла ў асяроддзі гальванікі - «анадаванне катода». Фізічнага сэнсу ён не нясе, але фактычную сутнасць пытання адлюстроўвае выдатна.

паўправаднікі

Паўправаднікі ўяўляюць сабой матэрыялы, якія ў структуры не маюць вольных электронаў, а атамныя трымаюцца на сваіх месцах дрэнна. Калі такі матэрыял у вадкім або газападобным стане змясціць у магнітнае поле, а затым даць яму зацвярдзець, то атрымаецца электрічным структураваны паўправаднік, які будзе прапускаць ток толькі ў адзін бок. З гэтага матэрыялу, выкарыстоўваючы вышэйназванае ўласцівасць, робяць дыёды. Яны бываюць двух відаў:

а) з «pnp» праводнасцю;

б) з «npn» праводнасцю.

На практыцы гэтая тонкасць структуры дыёдаў значэння не мае. Важна правільна падключыць ў электрычную схему дыёд. Дзе анод, дзе катод - пытанне, якім многія збянтэжаныя. На дыёдзе ёсць спецыяльныя абазначэнні: ці А і К, або + і -. Можна падключыць дыёд толькі двума спосабамі да электрычнай схеме пастаяннага току. У адным выпадку спраўны дыёд будзе праводзіць ток, а ў іншым - не будзе. Таму неабходна ўзяць прыбор, на якім загадзя вядома, дзе катод, а дзе анод, і падключыць яго да дыёду. Калі прылада пакажа наяўнасць току, то дыёд падлучаны правільна. Значыць, катод прыбора і катод дыёда, а таксама анод прыбора і анод дыёда супалі. У адваротным выпадку трэба памяняць злучэння месцамі.

1. Калі дыёд не прапускае ток у абодва бакі, то ён перагарэлы, рамонту не падлягае.

2. Калі наадварот, прапускае, то ён прабіты. Яго неабходна выкінуць.

Правяраюцца дыёды тэстарамі і пробнікі. У дыёдах катод і анод жорстка прывязаныя да іх матэрыяльнаму выкананню ў адрозненне ад гальванічных крыніц харчавання (акумулятараў, батарэек і т. П.).

Катодам ў паўправадніковых элементах (дыёдах) электрычнай схемы з'яўляецца электрод (ножка), з якога выходзіць станоўчы (+) патэнцыял. Праз схему ён звязаны з адмоўным патэнцыялам крыніцы харчавання. Значыць, ток непасрэдна ў паўправадніку дыёда працякае па кірунку ад анода да катода. На электрычных схемах гэты працэс сімвалічна так і пазначаецца.

Калі дыёд адной ножкай (электродам) падключыць да пераменнага напружання, то на другім электродзе мы атрымаем станоўчы ці адмоўны полусинусоиду. Калі злучыць два дыёда ў мост, то будзем назіраць выпрастаны электрычны практычна пастаянны ток.

Гальванічныя крыніцы пастаяннага току - акумулятары (батарэі)

Катод і анод ў гэтых вырабах мяняюцца месцамі ў залежнасці ад кірунку праходжання электрычнага току, таму што ў адным выпадку да іх напружанне не прыходзіць, а яны самі за кошт хімічнай рэакцыі служаць крыніцамі пастаяннага току. Тут адмоўным электродам ўжо будзе анод, а станоўчым - катод. У іншым жа выпадку ў акумулятары адбываецца звычайны працэс электролізу.

Калі акумулятар разрадзіўся і хімічная рэакцыя, якая служыла крыніцай электрычнага току, спынілася, яго неабходна зарадзіць з дапамогай вонкавага крыніцы харчавання. Такім чынам, мы запускаем працэс электролізу, г.зн. аднаўлення першапачатковых уласцівасцяў гальванічнай батарэі. На катод акумулятара неабходна прыкласці ўжо адмоўны зарад, а на анод - станоўчы, тады батарэя будзе зараджацца.

Такім чынам, адказ на пытанне пра тое, як вызначыць катод і анод ў гальванічным элеменце, залежыць ад таго, зараджаецца ён ці служыць крыніцай харчавання электрычным токам.

выснову

Як сумаванне усяго вышэйсказанага, катод - гэта электрод, на якім з'яўляецца лішак электронаў, а анод - гэта электрод, на якім з'яўляецца нястача электронаў. Але плюс або мінус на канкрэтным электродзе элемента электрычнай схемы вызначаецца напрамкам праходжання электрычнага току.