Tie, kurie užsiima praktine elektronika, turi žinoti apie maitinimo š altinio anodą ir katodą. Kaip ir kaip tai vadinasi? Kodėl būtent? Bus nuodugniai nagrinėjama tema ne tik radijo mėgėjų, bet ir chemijos požiūriu. Populiariausias paaiškinimas yra tas, kad anodas yra teigiamas elektrodas, o katodas yra neigiamas. Deja, tai ne visada tiesa ir neišsami. Kad galėtumėte nustatyti anodą ir katodą, turite turėti teorinį pagrindą ir žinoti, kas ir kaip. Pažvelkime į tai straipsnyje.
Anodas
Pereikime prie GOST 15596-82, kuriame aptariami cheminiai srovės š altiniai. Mus domina informacija, paskelbta trečiame puslapyje. Pagal GOST anodas yra neigiamas cheminės srovės š altinio elektrodas. Viskas! Kodėl būtent? Faktas yra tas, kad būtent per jį elektros srovė patenka iš išorinės grandinės į patį š altinį. Kaip matote, ne viskas taip paprasta, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Patartina atidžiai apsvarstyti straipsnyje pateiktas nuotraukas, jei turinys atrodo per sudėtingas – jie padės suprasti, ką autorius nori jums perteikti.
Katodas
Mes kreipiamės į tą patį GOST 15596-82. teigiamas elektrodasCheminis srovės š altinis yra toks, iš kurio išsikrovęs jis patenka į išorinę grandinę. Kaip matote, GOST 15596-82 pateikti duomenys situaciją vertina iš kitos perspektyvos. Todėl konsultuojantis su kitais dėl tam tikrų konstrukcijų reikia būti labai atidiems.
Sąvokų atsiradimas
Jas Faradėjus pristatė 1834 m. sausio mėn., siekdamas išvengti dviprasmybių ir pasiekti didesnį tikslumą. Jis taip pat pasiūlė savo įsiminimo versiją, naudodamasis Saulės pavyzdžiu. Taigi, jo anodas yra saulėtekis. Saulė juda aukštyn (įeina srovė). Katodas yra įėjimas. Saulė leidžiasi žemyn (srovė užgęsta).
Vamzdžio ir diodo pavyzdys
Mes ir toliau suprantame, kas naudojama ką žymėti. Tarkime, kad vieną iš šių energijos vartotojų turime atviroje būsenoje (tiesioginiame ryšyje). Taigi iš išorinės diodo grandinės į elementą per anodą patenka elektros srovė. Tačiau nesusipainiokite dėl šio paaiškinimo su elektronų kryptimi. Per katodą iš panaudoto elemento į išorinę grandinę teka elektros srovė. Dabar susidariusi situacija primena atvejus, kai žmonės žiūri į apverstą paveikslą. Jei šie pavadinimai yra sudėtingi, atminkite, kad tik chemikai turi juos suprasti taip. Dabar darykime atvirkščiai. Matyti, kad puslaidininkiniai diodai srovės praktiškai neleis. Vienintelė galima išimtis yra atvirkštinis elementų suskirstymas. Ir elektrovakuuminiai diodai (kenotronai,radijo vamzdžiai) visiškai neleis atvirkštinės srovės. Todėl manoma (sąlygiškai), kad jis per juos neina. Todėl formaliai diodo anodo ir katodo gnybtai savo funkcijų neatlieka.
Kodėl kyla painiava?
Specialiai, siekiant palengvinti mokymąsi ir praktinį pritaikymą, buvo nuspręsta, kad kaiščių pavadinimų diodų elementai nesikeis priklausomai nuo jų perjungimo schemos, o bus "pritvirtinti" prie fizinių kontaktų. Bet tai netaikoma baterijoms. Taigi, puslaidininkiniams diodams viskas priklauso nuo kristalo laidumo tipo. Vakuuminiuose vamzdeliuose šis klausimas yra susietas su elektrodu, kuris skleidžia elektronus siūlelio vietoje. Žinoma, čia yra tam tikrų niuansų: pavyzdžiui, atvirkštinė srovė gali tekėti per puslaidininkinius įrenginius, tokius kaip slopintuvas ir zenerio diodas, tačiau čia yra specifiškumo, kuris aiškiai nepatenka į straipsnio taikymo sritį.
Kova su elektros baterija
Tai tikrai klasikinis cheminio atsinaujinančio elektros energijos š altinio pavyzdys. Baterija veikia vienu iš dviejų režimų: įkrovimo / iškrovimo. Abiem šiais atvejais bus skirtinga elektros srovės kryptis. Tačiau atkreipkite dėmesį, kad elektrodų poliškumas nepasikeis. Ir jie gali vaidinti skirtingus vaidmenis:
- Įkrovimo metu teigiamas elektrodas gauna elektros srovę ir yra anodas, o neigiamas jį atleidžia ir vadinamas katodu.
- Jei nėra judėjimo, nėra prasmės apie juos kalbėti.
- Perišlydis, teigiamas elektrodas atpalaiduoja elektros srovę ir yra katodas, o neigiamas elektrodas priima ir vadinamas anodu.
Patarkime keletą žodžių apie elektrochemiją
Čia naudojami šiek tiek kitokie apibrėžimai. Taigi anodas laikomas elektrodu, kuriame vyksta oksidaciniai procesai. O prisiminus mokyklinį chemijos kursą, gal gali atsakyti, kas vyksta kitoje dalyje? Elektrodas, ant kurio vyksta redukcijos procesai, vadinamas katodu. Tačiau nėra nuorodos į elektroninius prietaisus. Pažvelkime į redokso reakcijų vertę:
- Oksidacija. Vyksta dalelės elektrono atatrankos procesas. Neutralus virsta teigiamu jonu, o neigiamas neutralizuojamas.
- Restauravimas. Yra elektrono gavimo dalelė procesas. Teigiamas dalykas virsta neutraliu jonu, o pasikartojant – neigiamu.
- Abu procesai yra tarpusavyje susiję (pavyzdžiui, atiduotų elektronų skaičius yra lygus jų pridėtam skaičiui).
Faraday taip pat pristatė cheminėse reakcijose dalyvaujančių elementų pavadinimus:
- Katijonai. Taip vadinami teigiamai įkrauti jonai, kurie elektrolito tirpale juda link neigiamo poliaus (katodo).
- Anijonai. Taip vadinami neigiamai įkrauti jonai, kurie elektrolito tirpale juda link teigiamo poliaus (anodo).
Kaip vyksta cheminės reakcijos?
Oksidacija ir redukcijapusinės reakcijos yra atskirtos erdvėje. Elektronų perėjimas tarp katodo ir anodo vyksta ne tiesiogiai, o dėl išorinės grandinės laidininko, ant kurio susidaro elektros srovė. Čia galima stebėti elektrinių ir cheminių energijos formų tarpusavio transformaciją. Todėl norint suformuoti išorinę sistemos grandinę iš įvairių rūšių laidininkų (kurie yra elektrolito elektrodai), būtina naudoti metalą. Matote, egzistuoja įtampa tarp anodo ir katodo, taip pat vienas niuansas. Ir jei nebūtų elemento, kuris trukdytų jiems tiesiogiai atlikti reikiamą procesą, tada cheminės srovės š altinių vertė būtų labai maža. Taigi dėl to, kad įkrovimas turi vykti pagal tą schemą, įranga buvo surinkta ir veikia.
Kas yra kas: 1 veiksmas
Dabar apibrėžkime, kas yra kas. Paimkime Jacobi-Daniel galvaninį elementą. Viena vertus, jį sudaro cinko elektrodas, panardintas į cinko sulfato tirpalą. Tada ateina porėta pertvara. O kitoje pusėje yra vario elektrodas, kuris yra vario sulfato tirpale. Jie liečiasi vienas su kitu, tačiau cheminės savybės ir pertvara neleidžia maišytis.
2 veiksmas: procesas
Cinkas oksiduojamas, o elektronai išorinėje grandinėje juda į varį. Taigi paaiškėja, kad galvaninis elementas turi neigiamai įkrautą anodą ir teigiamą katodą. Be to, šis procesas gali vykti tik tais atvejais, kai elektronai turi kur „eiti“. Esmė yra eiti tiesiainuo elektrodo prie kito apsaugo nuo „izoliacijos“.
3 veiksmas: elektrolizė
Pažvelkime į elektrolizės procesą. Jo praėjimo įrenginys yra indas, kuriame yra tirpalas arba elektrolito lydalas. Į jį nuleisti du elektrodai. Jie yra prijungti prie nuolatinės srovės š altinio. Anodas šiuo atveju yra elektrodas, prijungtas prie teigiamo poliaus. Čia vyksta oksidacija. Neigiamą krūvį turintis elektrodas yra katodas. Čia vyksta redukcijos reakcija.
4 veiksmas: pagaliau
Todėl dirbant pagal šias sąvokas visada reikia atsižvelgti į tai, kad anodas 100% atvejų nėra naudojamas neigiamam elektrodui žymėti. Be to, katodas gali periodiškai prarasti teigiamą krūvį. Viskas priklauso nuo to, koks procesas vyksta ant elektrodo: redukcinis ar oksidacinis.
Išvada
Štai kaip viskas – nėra labai sunku, bet negalima sakyti, kad lengva. Mes ištyrėme galvaninį elementą, anodą ir katodą grandinės požiūriu, ir dabar jums neturėtų kilti problemų prijungiant maitinimo š altinius su veikimo laiku. Ir galiausiai, jums reikia palikti šiek tiek daugiau vertingos informacijos. Visada reikia atsižvelgti į katodo potencialo / anodo potencialo skirtumą. Reikalas tas, kad pirmasis visada bus šiek tiek didelis. Taip yra dėl to, kad efektyvumas neveikia esant 100% rodikliui, o dalis mokesčių yra išsklaidyta. Būtent dėl to matote, kad baterijos turi ribotą skaičių kartų, kiek jas galima įkrautiišleidimas.
