Ti, kdo se zabývají praktickou elektronikou, potřebují vědět o anodě a katodě napájecího zdroje. Jak a jak se tomu říká? proč přesně? Dojde k hloubkovému zvážení tématu z pohledu nejen radioamatérství, ale i chemie. Nejpopulárnějším vysvětlením je, že anoda je kladná elektroda a katoda je záporná. Bohužel to není vždy pravda a neúplná. Abyste byli schopni určit anodu a katodu, musíte mít teoretický základ a vědět co a jak. Podívejme se na to v rámci článku.
Anoda
Vraťme se k GOST 15596-82, která se zabývá chemickými zdroji proudu. Zajímají nás informace uvedené na třetí straně. Podle GOST je anodou záporná elektroda zdroje chemického proudu. A je to! proč přesně? Faktem je, že přes něj vstupuje elektrický proud z vnějšího obvodu do samotného zdroje. Jak vidíte, není vše tak jednoduché, jak se na první pohled zdá. Je vhodné pečlivě zvážit obrázky uvedené v článku, pokud se vám obsah zdá příliš komplikovaný - pomohou vám pochopit, co vám chce autor sdělit.
Katoda
Obracíme se na stejnou GOST 15596-82. kladná elektrodaChemický zdroj proudu je takový, ze kterého po vybití vstupuje do vnějšího okruhu. Jak vidíte, údaje obsažené v GOST 15596-82 zvažují situaci z jiné perspektivy. Proto je třeba být velmi opatrný při konzultacích s ostatními o určitých konstrukcích.
Vznik pojmů
Zavedl je Faraday v lednu 1834, aby se vyhnul nejednoznačnosti a dosáhl větší přesnosti. Nabídl také vlastní verzi memorování na příkladu Slunce. Takže jeho anodou je východ slunce. Slunce se pohybuje nahoru (proud vstupuje). Katoda je vstup. Slunce se pohybuje dolů (vychází proud).
Příklad elektronky a diody
Nadále rozumíme tomu, co se používá k označení čeho. Předpokládejme, že máme jednoho z těchto spotřebitelů energie v otevřeném stavu (v přímém spojení). Takže z vnějšího obvodu diody vstupuje elektrický proud do prvku přes anodu. Ale nenechte se zmást tímto vysvětlením se směrem elektronů. Katodou vytéká elektrický proud z použitého prvku do vnějšího obvodu. Situace, která se nyní vyvinula, připomíná případy, kdy se lidé dívají na převrácený obrázek. Pokud jsou tato označení složitá, pamatujte, že jim takto musí rozumět pouze chemici. Nyní to uděláme obráceně. Je vidět, že polovodičové diody prakticky nevedou proud. Jedinou možnou výjimkou je zde zpětné členění prvků. A elektrovakuové diody (kenotrony,rádiové trubice) vůbec nevedou zpětný proud. Proto se má za to (podmíněně), že jimi neprochází. Proto formálně anoda a katodové vývody diody neplní svou funkci.
Proč existuje zmatek?
Speciálně pro usnadnění učení a praktické aplikace bylo rozhodnuto, že diodové prvky jmen pinů se nebudou měnit v závislosti na jejich schématu spínání a budou „připojeny“k fyzickým pinům. To ale neplatí pro baterie. Takže u polovodičových diod vše závisí na typu vodivosti krystalu. U elektronek je tato otázka vázána na elektrodu, která emituje elektrony v místě vlákna. Samozřejmě zde existují určité nuance: například zpětný proud může protékat polovodičovými zařízeními, jako je supresor a zenerova dioda, ale je zde specifikum, které zjevně přesahuje rámec tohoto článku.
Zacházení s elektrickou baterií
Toto je skutečně klasický příklad chemického zdroje elektřiny, který je obnovitelný. Baterie je v jednom ze dvou režimů: nabíjení / vybíjení. V obou těchto případech bude existovat jiný směr elektrického proudu. Ale mějte na paměti, že polarita elektrod se nezmění. A mohou hrát v různých rolích:
- Během nabíjení přijímá kladná elektroda elektrický proud a je anodou, záporná jej uvolňuje a nazývá se katoda.
- Pokud se nehýbe, nemá smysl o nich mluvit.
- Běhemvýboj, kladná elektroda uvolňuje elektrický proud a je katodou, zatímco záporná elektroda přijímá a nazývá se anoda.
Řekněme si pár slov o elektrochemii
Jsou zde použity mírně odlišné definice. Anoda je tedy považována za elektrodu, kde probíhají oxidační procesy. A když si vzpomenete na školní chemický kurz, můžete odpovědět, co se děje v druhé části? Elektroda, na které probíhají redukční procesy, se nazývá katoda. Ale není tam žádný odkaz na elektronická zařízení. Podívejme se, jakou hodnotu pro nás mají redoxní reakce:
- Oxidace. Dochází k procesu zpětného rázu elektronu částicí. Neutrál se změní na kladný iont a záporný se neutralizuje.
- Restaurování. Existuje proces získávání elektronu částicí. Pozitivní se změní na neutrální ion a poté na negativní, když se opakuje.
- Oba procesy jsou propojeny (např. počet odevzdaných elektronů se rovná jejich přidanému počtu).
Faraday také zavedl názvy pro prvky, které se účastní chemických reakcí:
- Kationty. Toto je název kladně nabitých iontů, které se pohybují v roztoku elektrolytu směrem k zápornému pólu (katodě).
- Anionty. Toto je název záporně nabitých iontů, které se pohybují v roztoku elektrolytu směrem ke kladnému pólu (anodě).
Jak probíhají chemické reakce?
Oxidace a redukcepoloviční reakce jsou odděleny v prostoru. Přechod elektronů mezi katodou a anodou se neprovádí přímo, ale díky vodiči vnějšího obvodu, na kterém vzniká elektrický proud. Zde lze pozorovat vzájemnou přeměnu elektrické a chemické formy energie. Proto pro vytvoření vnějšího obvodu systému z vodičů různého druhu (což jsou elektrody v elektrolytu) je nutné použít kov. Vidíte, napětí mezi anodou a katodou existuje, stejně jako jedna nuance. A pokud by neexistoval žádný prvek, který by jim bránil v přímém provedení potřebného procesu, pak by hodnota zdrojů chemického proudu byla velmi nízká. A tak, vzhledem k tomu, že náboj musí projít tímto schématem, bylo zařízení sestaveno a funguje.
Co je co: krok 1
Teď si pojďme definovat, co je co. Vezměme Jacobi-Danielův galvanický článek. Na jedné straně se skládá ze zinkové elektrody, která je ponořena v roztoku síranu zinečnatého. Poté přichází na řadu porézní přepážka. A na druhé straně je měděná elektroda, která je umístěna v roztoku síranu měďnatého. Jsou ve vzájemném kontaktu, ale chemické vlastnosti a přepážka neumožňují smíchání.
Krok 2: Proces
Zinek se oxiduje a elektrony se pohybují po vnějším obvodu na měď. Ukazuje se tedy, že galvanický článek má záporně nabitou anodu a kladnou katodu. Navíc tento proces může probíhat pouze v případech, kdy mají elektrony kam „jít“. Jde o to jít přímoz elektrody na jinou zabraňuje přítomnosti "izolace".
Krok 3: Elektrolýza
Podívejme se na proces elektrolýzy. Zařízení pro jeho průchod je nádoba, ve které je roztok nebo tavenina elektrolytu. Jsou do něj spuštěny dvě elektrody. Jsou připojeny ke zdroji stejnosměrného proudu. Anodou je v tomto případě elektroda, která je připojena ke kladnému pólu. Zde dochází k oxidaci. Záporně nabitá elektroda je katoda. Zde probíhá redukční reakce.
Krok 4: Konečně
Při práci s těmito koncepty je proto vždy třeba vzít v úvahu, že anoda není ve 100 % případů použita k označení záporné elektrody. Také katoda může periodicky ztrácet svůj kladný náboj. Vše závisí na tom, jaký proces na elektrodě probíhá: redukční nebo oxidační.
Závěr
Takhle je všechno – není to moc těžké, ale nedá se říct, že je to snadné. Galvanický článek, anodu a katodu jsme prozkoumali z pohledu obvodu a nyní byste neměli mít problémy se zapojením zdrojů s provozní dobou. A nakonec musíte zanechat nějaké cennější informace pro vás. Vždy musíte vzít v úvahu rozdíl, který má katodový potenciál / anodový potenciál. Jde o to, že ten první bude vždy trochu velký. Je to dáno tím, že účinnost nefunguje s ukazatelem 100 % a část nábojů se rozptýlí. Z tohoto důvodu můžete vidět, že baterie mají omezený počet nabitívybití.
