Oni koji se bave praktičnom elektronikom moraju znati o anodi i katodi napajanja. Kako i kako se zove? Zašto točno? Bit će dublje razmatranje teme s stajališta ne samo radioamatera, već i kemije. Najpopularnije objašnjenje je da je anoda pozitivna elektroda, a katoda negativna. Nažalost, to nije uvijek točno i nepotpuno. Da biste mogli odrediti anodu i katodu, morate imati teoretsku osnovu i znati što i kako. Pogledajmo ovo u okviru članka.
Anoda
Okrenimo se GOST 15596-82, koji se bavi kemijskim izvorima struje. Zanimaju nas informacije objavljene na trećoj stranici. Prema GOST-u, anoda je negativna elektroda kemijskog izvora struje. To je to! Zašto točno? Činjenica je da kroz njega električna struja ulazi iz vanjskog kruga u sam izvor. Kao što vidite, nije sve tako jednostavno kao što se čini na prvi pogled. Preporučljivo je pažljivo razmotriti slike predstavljene u članku ako vam se sadržaj čini previše kompliciranim - pomoći će vam da shvatite što vam autor želi prenijeti.
Katoda
Okrećemo se istom GOST 15596-82. pozitivna elektrodaKemijski izvor struje je onaj iz kojeg, kada se isprazni, ulazi u vanjski krug. Kao što možete vidjeti, podaci sadržani u GOST 15596-82 razmatraju situaciju iz drugačije perspektive. Stoga morate biti vrlo oprezni kada se savjetujete s drugima o određenim konstrukcijama.
Pojava pojmova
Uveo ih je Faraday u siječnju 1834. kako bi se izbjegle nejasnoće i postigla veća točnost. Ponudio je i vlastitu verziju pamćenja na primjeru Sunca. Dakle, njegova anoda je izlazak sunca. Sunce se kreće gore (ulazi struja). Katoda je ulaz. Sunce zalazi (struja izlazi).
Primjer cijevi i diode
Nastavljamo razumijevati što se koristi za označavanje čega. Pretpostavimo da imamo jednog od ovih potrošača energije u otvorenom stanju (u izravnoj vezi). Dakle, iz vanjskog kruga diode, električna struja ulazi u element kroz anodu. Ali neka vas ovo objašnjenje sa smjerom elektrona ne zbuni. Kroz katodu iz korištenog elementa teče električna struja u vanjski krug. Situacija koja se sada razvila podsjeća na slučajeve kada ljudi gledaju obrnutu sliku. Ako su ove oznake složene, zapamtite da ih samo kemičari moraju razumjeti na ovaj način. Sada napravimo obrnuto. Može se vidjeti da poluvodičke diode praktički neće provoditi struju. Jedina moguća iznimka ovdje je obrnuti raščlanjivanje elemenata. i elektrovakuumske diode (kenotroni,radio cijevi) uopće neće provoditi obrnutu struju. Stoga se smatra (uvjetno) da on ne prolazi kroz njih. Stoga, formalno, anodni i katodni terminali diode ne obavljaju svoje funkcije.
Zašto postoji zabuna?
Posebno, kako bi se olakšalo učenje i praktična primjena, odlučeno je da se diodni elementi imena pinova neće mijenjati ovisno o njihovoj shemi preklapanja, te će biti "prikačeni" na fizičke pinove. Ali to se ne odnosi na baterije. Dakle, za poluvodičke diode sve ovisi o vrsti vodljivosti kristala. U vakuumskim cijevima ovo je pitanje vezano za elektrodu koja emitira elektrone na mjestu niti. Naravno, ovdje postoje određene nijanse: na primjer, obrnuta struja može teći kroz poluvodičke uređaje kao što su supresor i zener dioda, ali ovdje postoji specifičnost koja je očito izvan dosega članka.
Rad s električnom baterijom
Ovo je uistinu klasičan primjer kemijskog izvora električne energije koji je obnovljiv. Baterija je u jednom od dva načina rada: punjenje/pražnjenje. U oba ova slučaja bit će različit smjer električne struje. Ali imajte na umu da se polaritet elektroda neće promijeniti. I mogu glumiti u različitim ulogama:
- Tijekom punjenja pozitivna elektroda prima električnu struju i anoda je, a negativna je otpušta i naziva se katoda.
- Ako nema kretanja, nema smisla govoriti o njima.
- Tijekompražnjenja, pozitivna elektroda oslobađa električnu struju i katoda je, dok negativna elektroda prima i naziva se anoda.
Recimo koju riječ o elektrokemiji
Ovdje se koriste malo drugačije definicije. Dakle, anoda se smatra elektrodom na kojoj se odvijaju oksidativni procesi. A prisjećajući se školskog tečaja kemije, možete li odgovoriti što se događa u drugom dijelu? Elektroda na kojoj se odvijaju redukcijski procesi naziva se katoda. Ali ne spominje se elektronički uređaji. Pogledajmo vrijednost redoks reakcija za nas:
- Oksidacija. Postoji proces trzanja elektrona česticom. Neutralni se pretvara u pozitivan ion, a negativ se neutralizira.
- Restauracija. Postoji proces dobivanja elektrona pomoću čestice. Pozitivan se pretvara u neutralni ion, a zatim u negativ kada se ponavlja.
- Oba procesa su međusobno povezana (na primjer, broj elektrona koji se predaju jednak je njihovom dodanom broju).
Faraday je također uveo nazive za elemente koji sudjeluju u kemijskim reakcijama:
- Kationi. Ovo je naziv pozitivno nabijenih iona koji se kreću u otopini elektrolita prema negativnom polu (katodi).
- Anioni. Ovo je naziv negativno nabijenih iona koji se kreću u otopini elektrolita prema pozitivnom polu (anodi).
Kako se događaju kemijske reakcije?
Oksidacija i redukcijapolureakcije su odvojene u prostoru. Prijelaz elektrona između katode i anode ne vrši se izravno, već zahvaljujući vodiču vanjskog kruga, na kojem se stvara električna struja. Ovdje se može promatrati međusobna transformacija električnih i kemijskih oblika energije. Stoga je za formiranje vanjskog kruga sustava od vodiča različitih vrsta (koji su elektrode u elektrolitu) potrebno koristiti metal. Vidite, postoji napon između anode i katode, kao i jedna nijansa. A da nema elementa koji ih sprječava da izravno provedu potrebni proces, tada bi vrijednost izvora kemijske struje bila vrlo niska. I tako, zbog činjenice da punjenje treba proći kroz tu shemu, oprema je sastavljena i radi.
Što je što: korak 1
Sada definirajmo što je što. Uzmimo Jacobi-Daniel galvansku ćeliju. S jedne strane, sastoji se od cinkove elektrode, koja je uronjena u otopinu cink sulfata. Zatim dolazi porozna pregrada. A s druge strane nalazi se bakrena elektroda, koja se nalazi u otopini bakrenog sulfata. Oni su u kontaktu jedan s drugim, ali kemijska svojstva i pregrada ne dopuštaju miješanje.
Korak 2: proces
Cink se oksidira, a elektroni se kreću duž vanjskog kruga do bakra. Dakle, ispada da galvanska ćelija ima negativno nabijenu anodu i pozitivnu katodu. Štoviše, ovaj se proces može nastaviti samo u slučajevima kada elektroni imaju kamo "ići". Poanta je ići izravnos elektrode na drugu sprječava prisutnost "izolacije".
3. korak: elektroliza
Pogledajmo proces elektrolize. Instalacija za njezin prolaz je posuda u kojoj se nalazi otopina ili talina elektrolita. U njega se spuštaju dvije elektrode. Spojeni su na izvor istosmjerne struje. Anoda je u ovom slučaju elektroda koja je spojena na pozitivni pol. Ovdje se odvija oksidacija. Negativno nabijena elektroda je katoda. Ovdje se događa reakcija redukcije.
4. korak: konačno
Stoga, pri radu s ovim konceptima, uvijek se mora uzeti u obzir da se anoda ne koristi u 100% slučajeva za označavanje negativne elektrode. Također, katoda može povremeno izgubiti svoj pozitivni naboj. Sve ovisi o tome koji se proces odvija na elektrodi: reduktivni ili oksidativni.
Zaključak
Tako je sve - nije baš teško, ali ne možete reći da je lako. Ispitali smo galvansku ćeliju, anodu i katodu sa stajališta kruga, a sada ne biste trebali imati problema s povezivanjem izvora napajanja s vremenom rada. I na kraju, morate ostaviti još neke vrijedne informacije za vas. Uvijek morate uzeti u obzir razliku koju ima katodni/anodni potencijal. Stvar je u tome da će prva uvijek biti malo velika. To je zbog činjenice da učinkovitost ne radi s pokazateljem od 100% i dio naboja se raspršuje. Upravo zbog toga možete vidjeti da baterije imaju ograničenje koliko se puta mogu puniti iiscjedak.
