Oni koji se bave praktičnom elektronikom moraju znati o anodi i katodi napajanja. Kako i kako se zove? Zašto tačno? Doći će do detaljnog razmatranja teme sa stanovišta ne samo radio-amatera, već i hemije. Najpopularnije objašnjenje je da je anoda pozitivna elektroda, a katoda negativna. Nažalost, ovo nije uvijek tačno i nepotpuno. Da biste mogli odrediti anodu i katodu, morate imati teorijsku osnovu i znati šta i kako. Pogledajmo ovo u okviru članka.
Anoda
Okrenimo se GOST 15596-82, koji se bavi hemijskim izvorima struje. Zanimaju nas informacije objavljene na trećoj stranici. Prema GOST-u, anoda je negativna elektroda hemijskog izvora struje. To je to! Zašto tačno? Činjenica je da kroz njega električna struja ulazi iz vanjskog kola u sam izvor. Kao što vidite, nije sve tako lako kao što se čini na prvi pogled. Preporučljivo je pažljivo razmotriti slike predstavljene u članku ako vam se sadržaj čini previše kompliciranim - one će vam pomoći da shvatite šta vam autor želi prenijeti.
Cathode
Okrećemo se istom GOST 15596-82. pozitivna elektrodaHemijski izvor struje je onaj iz kojeg, kada se isprazni, ulazi u vanjsko kolo. Kao što možete vidjeti, podaci sadržani u GOST 15596-82 razmatraju situaciju iz drugačije perspektive. Stoga se mora biti veoma oprezan kada se konsultuje sa drugima o određenim konstrukcijama.
Pojava uslova
Uveo ih je Faraday u januaru 1834. kako bi se izbjegle dvosmislenosti i postigla veća preciznost. Ponudio je i svoju verziju pamćenja na primjeru Sunca. Dakle, njegova anoda je izlazak sunca. Sunce se kreće gore (struja ulazi). Katoda je ulaz. Sunce zalazi (struja se gasi).
Primjer cijevi i diode
Nastavljamo da razumijemo šta se koristi za označavanje čega. Pretpostavimo da imamo jednog od ovih potrošača energije u otvorenom stanju (u direktnoj vezi). Dakle, iz vanjskog kruga diode, električna struja ulazi u element kroz anodu. Ali nemojte da vas zbuni ovo objašnjenje sa smjerom elektrona. Kroz katodu, električna struja teče iz korištenog elementa u vanjsko kolo. 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 uradimo obrnuto. Može se vidjeti da poluvodičke diode praktički neće provoditi struju. Jedini mogući izuzetak ovdje je obrnuti raščlanjivanje elemenata. I elektrovakum diode (kenotroni,radio cijevi) uopće neće provoditi obrnutu struju. Stoga se smatra (uslovno) da on ne prolazi kroz njih. Stoga, formalno, anodni i katodni terminali diode ne obavljaju svoje funkcije.
Zašto dolazi do zabune?
Posebno, da bi se olakšalo učenje i praktična primjena, odlučeno je da se diodni elementi imena pinova neće mijenjati ovisno o njihovoj shemi prebacivanja, i da će biti "prikačeni" na fizičke pinove. Ali ovo se ne odnosi na baterije. Dakle, za poluvodičke diode sve ovisi o vrsti vodljivosti kristala. U vakuumskim cijevima ovo pitanje je vezano za elektrodu koja emituje elektrone na mjestu filamenta. 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 očigledno izvan okvira članka.
Rad s električnom baterijom
Ovo je zaista klasičan primjer hemijskog izvora električne energije koji je obnovljiv. Baterija je u jednom od dva načina rada: punjenje/pražnjenje. U oba ova slučaja doći će do različitog smjera električne struje. Ali imajte na umu da se polaritet elektroda neće promijeniti. I mogu glumiti u različitim ulogama:
- Tokom punjenja pozitivna elektroda prima električnu struju i anoda je, a negativna je oslobađa i naziva se katoda.
- Ako nema kretanja, nema smisla pričati o njima.
- Tokompražnjenja, pozitivna elektroda oslobađa električnu struju i katoda je, dok negativna elektroda prima i naziva se anoda.
Recimo koju riječ o elektrohemiji
Ovdje se koriste malo drugačije definicije. Dakle, anoda se smatra elektrodom na kojoj se odvijaju oksidativni procesi. A prisjećajući se školskog kursa hemije, možete li odgovoriti šta se dešava u drugom dijelu? Elektroda na kojoj se odvijaju procesi redukcije naziva se katoda. Ali nema spominjanja elektronskih uređaja. Pogledajmo vrijednost redoks reakcija za nas:
- Oksidacija. Postoji proces trzanja elektrona od strane čestice. Neutralni se pretvara u pozitivan ion, a negativ se neutralizira.
- Restauracija. Postoji proces dobijanja 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 uveo i nazive za elemente koji učestvuju u hemijskim reakcijama:
- Cations. Ovo je naziv pozitivno nabijenih jona koji se kreću u otopini elektrolita prema negativnom polu (katodi).
- Anioni. Ovo je naziv negativno nabijenih jona koji se kreću u otopini elektrolita prema pozitivnom polu (anodi).
Kako se dešavaju hemijske reakcije?
Oksidacija i redukcijapolureakcije su odvojene u prostoru. Prijelaz elektrona između katode i anode ne vrši se direktno, već zahvaljujući vodiču vanjskog kola, na kojem se stvara električna struja. Ovdje se može uočiti međusobna transformacija električnih i hemijskih oblika energije. Stoga je za formiranje vanjskog kola sistema od provodnika različitih vrsta (koji su elektrode u elektrolitu) potrebno koristiti metal. Vidite, napon između anode i katode postoji, kao i jedna nijansa. A da nema elementa koji ih sprečava da direktno izvrše potreban proces, tada bi vrijednost izvora kemijske struje bila vrlo niska. I tako, zbog činjenice da punjenje treba da prođe kroz tu šemu, oprema je sastavljena i radi.
Šta je šta: korak 1
Sada definišimo šta je šta. 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 sa drugim, ali hemijske karakteristike i pregrada ne dozvoljavaju mešanje.
Korak 2: Proces
Cink se oksidira, a elektroni se kreću duž vanjskog kola do bakra. Tako se ispostavilo da galvanska ćelija ima negativno nabijenu anodu i pozitivnu katodu. Štaviše, ovaj proces može da se odvija samo u slučajevima kada elektroni imaju gde da "odu". Poenta je da idete direktnood elektrode do druge sprečava prisustvo "izolacije".
Korak 3: Elektroliza
Pogledajmo proces elektrolize. Instalacija za njen prolaz je posuda u kojoj se nalazi otopina ili talina elektrolita. U njega se spuštaju dvije elektrode. Priključuju se na izvor jednosmjerne struje. Anoda je u ovom slučaju elektroda koja je spojena na pozitivni pol. Ovdje se odvija oksidacija. Negativno nabijena elektroda je katoda. Ovdje se odvija reakcija redukcije.
Korak 4: Konačno
Stoga, kada se radi 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. Galvansku ćeliju, anodu i katodu smo ispitali sa stanovišta kruga i sada ne biste trebali imati problema s povezivanjem 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 efikasnost ne radi s indikatorom od 100% i dio naboja se raspršuje. Upravo zbog toga možete vidjeti da baterije imaju ograničenje koliko puta se mogu puniti ipražnjenje.
