Tí, ktorí sa zaoberajú praktickou elektronikou, musia vedieť o anóde a katóde napájacieho zdroja. Ako a ako sa to volá? prečo presne? Dôjde k hĺbkovej úvahe o téme z pohľadu nielen rádioamatérstva, ale aj chémie. Najpopulárnejším vysvetlením je, že anóda je kladná elektróda a katóda je záporná. Bohužiaľ to nie je vždy pravda a neúplné. Aby ste vedeli určiť anódu a katódu, musíte mať teoretický základ a vedieť čo a ako. Pozrime sa na to v rámci článku.
Anóda
Obráťme sa na GOST 15596-82, ktorý sa zaoberá chemickými zdrojmi prúdu. Zaujímajú nás informácie uvedené na tretej strane. Podľa GOST je anóda zápornou elektródou zdroja chemického prúdu. To je všetko! prečo presne? Faktom je, že cez ňu vstupuje elektrický prúd z vonkajšieho okruhu do samotného zdroja. Ako vidíte, nie všetko je také jednoduché, ako sa na prvý pohľad zdá. Odporúča sa dôkladne zvážiť obrázky uvedené v článku, ak sa vám obsah zdá príliš komplikovaný - pomôžu vám pochopiť, čo vám chce autor povedať.
Katóda
Obraciame sa na rovnaký GOST 15596-82. kladná elektródaChemický zdroj prúdu je taký, z ktorého po vybití vstupuje do vonkajšieho okruhu. Ako vidíte, údaje obsiahnuté v GOST 15596-82 zvažujú situáciu z inej perspektívy. Preto treba byť veľmi opatrný pri konzultáciách s ostatnými o určitých konštrukciách.
Vznik pojmov
Zaviedol ich Faraday v januári 1834 s cieľom vyhnúť sa nejednoznačnosti a dosiahnuť väčšiu presnosť. Ponúkol aj vlastnú verziu memorovania na príklade Slnka. Takže jeho anóda je východ slnka. Slnko sa pohybuje nahor (vstupuje prúd). Katóda je vchod. Slnko ide dole (prúd mizne).
Príklad elektrónky a diódy
Naďalej chápeme, čo sa používa na označenie čoho. Predpokladajme, že máme jedného z týchto spotrebiteľov energie v otvorenom stave (v priamom spojení). Takže z vonkajšieho obvodu diódy vstupuje elektrický prúd do prvku cez anódu. Ale nenechajte sa zmiasť týmto vysvetlením so smerom elektrónov. Cez katódu vyteká elektrický prúd z použitého prvku do vonkajšieho obvodu. Situácia, ktorá sa teraz vyvinula, pripomína prípady, keď sa ľudia pozerajú na prevrátený obrázok. Ak sú tieto označenia zložité, pamätajte, že takto im musia rozumieť iba chemici. Teraz to urobme naopak. Je vidieť, že polovodičové diódy prakticky nevedú prúd. Jedinou možnou výnimkou je tu spätné členenie prvkov. A elektrovákuové diódy (kenotróny,rádiové elektrónky) nebudú vôbec viesť spätný prúd. Preto sa má za to (podmienečne), že cez ne neprejde. Preto formálne anódové a katódové vývody diódy neplnia svoju funkciu.
Prečo dochádza k zmätku?
Špeciálne, aby sa uľahčilo učenie a praktická aplikácia, bolo rozhodnuté, že diódové prvky názvov kolíkov sa nebudú meniť v závislosti od ich schémy spínania a budú „pripojené“k fyzickým kolíkom. To ale neplatí pre batérie. Takže pre polovodičové diódy všetko závisí od typu vodivosti kryštálu. Vo vákuových trubiciach je táto otázka spojená s elektródou, ktorá emituje elektróny v mieste vlákna. Samozrejme, sú tu určité nuansy: napríklad spätný prúd môže pretekať cez polovodičové zariadenia, ako je supresor a zenerova dióda, ale je tu špecifickosť, ktorá zjavne presahuje rámec článku.
Zaobchádzanie s elektrickou batériou
Toto je skutočne klasický príklad chemického zdroja elektriny, ktorý je obnoviteľný. Batéria je v jednom z dvoch režimov: nabíjanie / vybíjanie. V oboch týchto prípadoch bude existovať iný smer elektrického prúdu. Upozorňujeme však, že polarita elektród sa nezmení. A môžu hrať v rôznych rolách:
- Počas nabíjania dostáva kladná elektróda elektrický prúd a je anódou, záporná ho uvoľňuje a nazýva sa katóda.
- Ak sa nehýbe, nemá zmysel o nich hovoriť.
- Počaskladná elektróda uvoľňuje elektrický prúd a je katódou, zatiaľ čo záporná elektróda prijíma a nazýva sa anóda.
Poďme si povedať pár slov o elektrochémii
Používajú sa tu mierne odlišné definície. Anóda sa teda považuje za elektródu, kde prebiehajú oxidačné procesy. A keď si spomeniete na kurz chémie, môžete odpovedať na to, čo sa deje v druhej časti? Elektróda, na ktorej prebiehajú redukčné procesy, sa nazýva katóda. Ale nie je tam žiadny odkaz na elektronické zariadenia. Pozrime sa, akú hodnotu pre nás majú redoxné reakcie:
- Oxidácia. Existuje proces spätného rázu elektrónu časticou. Neutrál sa zmení na kladný ión a záporný sa neutralizuje.
- Obnova. Existuje proces získavania elektrónu časticou. Pozitívny ión sa zmení na neutrálny ión a potom pri opakovaní na negatívny.
- Oba procesy sú vzájomne prepojené (napríklad počet odovzdaných elektrónov sa rovná ich pridanému počtu).
Faraday tiež zaviedol názvy prvkov, ktoré sa zúčastňujú chemických reakcií:
- Katióny. Toto je názov kladne nabitých iónov, ktoré sa pohybujú v roztoku elektrolytu smerom k zápornému pólu (katóde).
- Anióny. Toto je názov záporne nabitých iónov, ktoré sa pohybujú v roztoku elektrolytu smerom ku kladnému pólu (anóde).
Ako prebiehajú chemické reakcie?
Oxidácia a redukciapolovičné reakcie sú oddelené v priestore. Prechod elektrónov medzi katódou a anódou sa neuskutočňuje priamo, ale vďaka vodiču vonkajšieho obvodu, na ktorom vzniká elektrický prúd. Tu možno pozorovať vzájomnú premenu elektrickej a chemickej formy energie. Preto na vytvorenie vonkajšieho obvodu systému z vodičov rôznych druhov (ktoré sú elektródami v elektrolyte) je potrebné použiť kov. Vidíte, napätie medzi anódou a katódou existuje, rovnako ako jedna nuansa. A ak by neexistoval prvok, ktorý by im bránil v priamom vykonaní potrebného procesu, potom by hodnota zdrojov chemického prúdu bola veľmi nízka. A tak vzhľadom na skutočnosť, že nabíjanie musí prejsť touto schémou, zariadenie bolo zmontované a funguje.
Čo je čo: krok 1
Teraz definujme, čo je čo. Vezmime si Jacobi-Daniel galvanický článok. Na jednej strane pozostáva zo zinkovej elektródy, ktorá je ponorená do roztoku síranu zinočnatého. Potom prichádza porézna priečka. A na druhej strane je medená elektróda, ktorá sa nachádza v roztoku síranu meďnatého. Sú vo vzájomnom kontakte, ale chemické vlastnosti a prepážka neumožňujú miešanie.
Krok 2: Proces
Zinok sa oxiduje a elektróny sa pohybujú pozdĺž vonkajšieho okruhu na meď. Ukazuje sa teda, že galvanický článok má záporne nabitú anódu a kladnú katódu. Navyše, tento proces môže prebiehať iba v prípadoch, keď elektróny majú kam „odísť“. Ide o to ísť priamoz elektródy na druhú zabraňuje prítomnosti „izolácie“.
3. krok: Elektrolýza
Pozrime sa na proces elektrolýzy. Zariadenie na jeho prechod je nádoba, v ktorej je roztok alebo tavenina elektrolytu. Do nej sú spustené dve elektródy. Sú napojené na zdroj jednosmerného prúdu. Anódou je v tomto prípade elektróda, ktorá je pripojená ku kladnému pólu. Tu prebieha oxidácia. Záporne nabitá elektróda je katóda. Tu prebieha redukčná reakcia.
4. krok: Nakoniec
Pri práci s týmito konceptmi je preto vždy potrebné vziať do úvahy, že anóda sa v 100% prípadov nepoužíva na označenie zápornej elektródy. Katóda môže tiež periodicky strácať svoj kladný náboj. Všetko závisí od toho, aký proces prebieha na elektróde: redukčný alebo oxidačný.
Záver
Takto je všetko – nie veľmi ťažké, ale nedá sa povedať, že je to ľahké. Galvanický článok, anódu a katódu sme preskúmali z pohľadu obvodu a teraz by ste nemali mať problémy so zapojením zdrojov s prevádzkovou dobou. A nakoniec je potrebné, aby ste pre vás nechali niekoľko cenných informácií. Vždy musíte brať do úvahy rozdiel medzi potenciálom katódy / anódy. Ide o to, že ten prvý bude vždy trochu veľký. Je to spôsobené tým, že účinnosť nefunguje s ukazovateľom 100% a časť nábojov sa rozptýli. Z tohto dôvodu môžete vidieť, že batérie majú obmedzený počet nabíjanívybitie.
