Positiivse laengu ja katoodiga. Elektrokeemia ja galvaniseerimine

Elektrikunsti mõistete hulgas on selliseid mõisteid nagu anood ja katood. See kehtib toiteallikate, galvaniseerimise, keemia ja füüsika kohta. Seda terminit leidub ka vaakum- ja pooljuhtelektroonikas. Need määravad seadmete järeldused või kontaktid ja kuidas elektriline märk neil on. Selles artiklis räägime teile, mis on anood ja katood, samuti kuidas määrata, kus need elektrolüüsis, dioodis ja akus asuvad, millised neist on pluss ja millised miinus.

Elektrokeemia ja galvaniseerimine

Elektrokeemias on kaks peamist haru:

Galvaanilised elemendid - elektrienergia tootmine läbi keemiline reaktsioon. Nende hulka kuuluvad patareid ja akud. Neid nimetatakse sageli keemilisteks vooluallikateks.
Elektrolüüs on elektrienergia mõju keemilisele reaktsioonile. lihtsate sõnadega- Jõuallika abil vallandub mingi reaktsioon.

Mõelge galvaanilise elemendi redoksreaktsioonile, siis millised protsessid toimuvad selle elektroodidel?

Anood- elektrood, millel seda vaadeldakse oksüdatiivne reaktsioon , ehk tema annetab elektrone. Elektroodi, millel oksüdatsioonireaktsioon toimub, nimetatakse redutseerija.
Katood- elektrood, millel voolab vähendav reaktsioon , ehk tema võtab vastu elektrone. Elektroodi, millel redutseerimisreaktsioon toimub, nimetatakse oksüdeeriv aine.

See tõstatab küsimuse - kus on pluss ja kus on aku miinus? Definitsiooni põhjal galvaanilise elemendi jaoks anood loovutab elektrone.

Tähtis! GOST 15596-82-s on keemiliste vooluallikate järelduste nimede ametlik määratlus antud lühidalt, siis katoodil pluss ja anoodil miinus.

AT sel juhul arvestatakse elektrivoolu voolu piki välise vooluahela juhti alates oksüdeerija (katood) juurde reduktor (anood). Kuna vooluringis olevad elektronid liiguvad miinusest plussi ja elektrit vastupidi, siis katood on pluss ja anood on miinus.

Tähelepanu: vool voolab alati anoodi!

Või sama skeemil:

Elektrolüüsi või aku laadimise protsess

Need protsessid on galvaanilise elemendiga sarnased ja pöördvõrdelised, kuna siin ei tule energia keemilisest reaktsioonist, vaid vastupidi – keemiline reaktsioon toimub väline allikas elektrit.

Sel juhul nimetatakse toiteallika plussi ka katoodiks ja miinust anoodiks. Kuid laetud galvaanilise elemendi kontaktidel või elektrolüüsi elektroodidel on juba vastupidised nimed, vaatame, miks!

Tähtis! Galvaanielemendi tühjendamisel on anood miinuses, katood plussis ja laadimisel vastupidi.

Kuna toiteallika positiivse klemmi vool suunatakse aku positiivsele klemmile, ei saa viimane olla enam katood. Eelnevale viidates võime järeldada, et sel juhul vahetavad aku elektroodid laadimise ajal tinglikult kohti.

Seejärel nimetatakse anoodiks laetud galvaanilise elemendi elektroodi, millesse voolab elektrivool. Selgub, et aku laadimisel saab plussist anood ja miinusest katood.

Elektrivoolu mõjul (elektrolüüsi käigus) toimuva keemilise reaktsiooni tulemusena metalli sadestumise protsesse nimetatakse galvaniseerimiseks. Nii sai maailm hõbetatud, kullatud, kroomitud või muul viisil metalliga kaetud ehteid ja detaile. Seda protsessi kasutatakse nii dekoratiivsetel kui rakenduslikel eesmärkidel – erinevate komponentide ja mehhanismide koostude korrosioonikindluse parandamiseks.

Galvaniseerimisseadmete tööpõhimõte seisneb elementide soolalahuste kasutamises, millega osa kaetakse elektrolüüdina.

Galvaniseerimisel on anood ka elektrood, mille külge on ühendatud toiteallika positiivne väljund, katood on sel juhul miinus. Sel juhul metall sadestub (redutseeritakse) negatiivsele elektroodile (redutseerimisreaktsioon). See tähendab, et kui soovite oma kätega kullatud sõrmust valmistada, ühendage sellega toiteallika negatiivne klemm ja asetage see sobiva lahendusega anumasse.

Elektroonikas

Pooljuht- ja vaakumelektroonikaseadmete elektroode või jalgu nimetatakse sageli ka anoodiks ja katoodiks. Mõelge diagrammil pooljuhtdioodi tavapärasele graafilisele tähisele:

Nagu näeme, on dioodi anood ühendatud aku plussiga. Seda nimetatakse samal põhjusel - igal juhul voolab vool sellesse dioodi klemmi. Reaalsel elemendil on katoodil riba või punkti kujul märgistus.

LED on sarnane. 5 mm LED-idel on siseküljed nähtavad läbi pirni. Suurem pool on katood.

See kehtib ka türistori puhul, tihvtide määramine ja nende kolme jalaga komponentide "unipolaarne" kasutamine muudavad selle juhitavaks dioodiks:

Vaakumdioodi puhul on anood ühendatud ka plussiga ja katood miinusega, mis on näidatud alloleval diagrammil. Kuigi pöördpinge rakendamisel ei muutu nende elementide nimed, hoolimata elektrivoolu sissevoolust vastupidine suund, kuigi väike.

Passiivsete elementidega, nagu kondensaatorid ja takistid, on olukord erinev. Takistil ei ole eraldi katoodi ja anoodi, vool võib selles voolata igas suunas. Selle järeldustele võite anda mis tahes nime, olenevalt olukorrast ja kõnealusest vooluringist. Tavalised mittepolaarsed kondensaatorid ka. Harvemini täheldatakse sellist kontaktide nimede järgi eraldamist elektrolüütkondensaatorites.

Järeldus

Niisiis, teeme kokkuvõtte, vastates küsimusele: kuidas meeles pidada, kus on anoodiga katoodi pluss, kus on miinus? Elektrolüüsi, aku laadimise, galvaniseerimise ja pooljuhtseadmete jaoks on olemas mugav mnemooniline reegel. Nendel sarnaste nimedega sõnadel on sama arv tähti, nagu allpool näidatud:

Kõigil neil juhtudel voolab vool katoodist välja ja voolab anoodi.

Ärge laske end segadusse ajada segadusest: "miks on akul positiivne katood ja kui see laetakse, muutub see negatiivseks?". Pidage meeles, et kõigi elektrooniliste elementide, aga ka elektrolüüside ja galvaniseerimise puhul on anood üldiselt kõigi energiatarbijate jaoks plussiga ühendatud väljund. Siin erinevused lõpevad, nüüd on teil lihtsam aru saada, mis on pluss, mis on miinus elementide ja seadmete väljundite vahel.

Nüüd teate, mis on anood ja katood ning kuidas neid piisavalt kiiresti meelde jätta. Loodame, et esitatud teave oli teile kasulik ja huvitav!

materjalid

Igal elektrovaakumseadmel on elektrood, mis on ette nähtud elektronide emissiooniks (emissiooniks). Seda elektroodi nimetatakse katoodiks. Katoodi poolt emiteeritud elektronide vastuvõtmiseks mõeldud elektroodi nimetatakse anoodiks.

Anoodile rakendatakse katoodiga võrreldes suurem ja positiivne potentsiaal.

Katood peaks andma suure emissioonivoolu pinnaühiku kohta madalaima võimaliku küttetemperatuuri juures ja neil peab olema pikk kasutusiga. Katoodi kuumutatakse elektrovaakumseadmes seda läbiva voolu toimel.

Sellised termokatoodid jagunevad kahte põhirühma:

otsese hõõgniidi katoodid,
kaudse kuumutamise katoodid (kuumutatud).

katoodid otsekuumutamine on metallniit, mida kuumutatakse otseselt hõõgniidi vooluga ja mille ülesandeks on elektronide ( riis. 6, a).

Otsesoojendusega katoodide kiirguspind on väike, mistõttu ei saa neist suurt emissioonivoolu. Hõõgniidi madal soojusmahtuvus ei võimalda kütteks kasutada vahelduvvoolu. Lisaks kuumutamisel vahelduvvoolu Katoodi temperatuur ei ole ajas konstantne ja seetõttu muutub aja jooksul ka emissioonivool.

Otsesoojendusega katoodi positiivseks omaduseks on efektiivsus, mis saavutatakse tänu katoodi väikesele pinnale keskkonda kiirguva vähese soojushulgaga.

katoodid otseküte on valmistatud volframist ja nikkeltraadist. Suur tööfunktsioon (W 0 = 4,2 ÷ 4,5 V) määrab aga katoodi kõrge töötemperatuuri, mille tulemusena muutub katood ebaökonoomseks. Katoodi efektiivsuse suurendamiseks "aktiveeritakse" volfram- või nikkeltraat (südamik) - kaetakse teise elemendi kilega. Selliseid katoode nimetatakse aktiveeritud.

Kui südamiku pinnale sadestatakse elektropositiivne kile (tseesiumi, tooriumi või baariumi kile, millel on südamiku materjalist madalam tööfunktsioon), siis kile polariseerub: valentselektronid liiguvad südamikusse ja potentsiaal erinevus tekib positiivselt laetud kile ja südamiku vahel, kiirendades liikumiselektroni tuumast lahkumisel. Sellise monomolekulaarse elektropositiivse kilega katoodi tööfunktsioon on väiksem kui nii kile mitteväärismetallist kui ka metallist pärineva elektroni tööfunktsioon. Kui südamik on kaetud elektronegatiivse kilega, näiteks hapnikuga, suureneb katoodi tööfunktsioon.

Soojendusega katoodid on valmistatud nikkelhülsside kujul, mille pind on kaetud aktiivse metallikihiga, millel on väike töö välju ( riis. 6b). Katood sees asetatakse küttekeha- volframniit või spiraal, mida saab soojendada nii alalis- kui ka vahelduvvooluga.

Küttekeha isoleerimiseks hülsist kaetakse viimase sisemus alundumiga (Al 2 O 3).

Kuumutatud katoode toidetakse nende suure termilise inertsi tõttu tavaliselt vahelduvvooluga, hülsi suur pind annab suure emissioonivoolu. Soojendusega katoodid on aga vähem ökonoomsed ja nende soojendamine võtab palju kauem aega kui otse kuumutatud katood.

Katoodide parameetrid ja omadused

Katoode iseloomustavad järgmised peamised parameetrid:

1. Spetsiifiline emissioon, mille määrab katoodi kiirgava pinna ühest ruutsentimeetrist lähtuva voolu suurus normaalsel töötemperatuuril.

Aktiveeritud katoodidega vaakumtorudes kasutatakse spetsiifilise emissiooni asemel sageli parameetrit, mida nimetatakse katoodide lubatavaks voolutiheduseks. Seda parameetrit iseloomustab vool, mida saab tavalise (töö) hõõgniidi pinge juures katoodi pinna ühelt ruutsentimeetrilt. Töötage katoodi vooluga, võrdne vooluga emissioon nendes lampides põhjustab katoodikihi pinna hävimise.

2. Tõhusus, võrdne Katoodi emissioonivool küttele kulutatud võimsuse vati kohta:

H \u003d I e / P n (12)

kus I e - katoodi emissioonivool, ma; P n - hõõgniidi vooluringis kulutatud võimsus, vatti.

3. Kasutusaeg katood, mõõdetuna tundides ja iseloomustab aega, mille jooksul katood säilitab vajalikud jõudlusomadused. Lihtsate katoodide puhul arvatakse, et katoodi läbimõõdu vähenemine 10% võrra põhjustab selle surma. Vastavalt sellele hinnatakse ka nende kasutusiga.

Aktiveeritud katoodide kasutusiga määratakse katoodi katvusala vähenemisega aktiivkilega (ja sellest tulenevalt ka lambi põhiparameetrite halvenemisest) 20% võrra.

Katoodi optimaalse töörežiimi valimiseks on vaja teada katoodi emissioonivoolu sõltuvust selle temperatuurist. Hõõglambi katoodi temperatuuri otsene mõõtmine on keeruline, seetõttu kasutatakse katoodi nn hõõg- ehk emissioonikarakteristikut - hõõgniidi voolu või emissioonivoolu graafiliselt väljendatud sõltuvused hõõgniidi pingest või voolust ( riis. 7, a).

Ahelas on kaks vooluringi: anood ja hõõgniit. Küttepinget juhib voltmeeter V1, mis on otse ühendatud katoodahelaga; kui on vaja teada hõõgniidi voolu, siis on ampermeeter kaasas. Sel juhul tuleks ampermeeter ühendada katoodklemmiga, mille kaudu hõõgniidi ja anoodi voolud läbivad samas suunas: see hõõgniidi ots soojeneb rohkem ja töötab kõige raskemates termilistes tingimustes.

Hõõgniidi voolu suurus määratakse ampermeetri ja milliampermeetri näitude erinevuse järgi, kuid poole võrra (kuna umbes pool anoodivoolust läbib seda ahela osa).

Toetamine pidev pinge anoodil eemaldage emissioonivoolu sõltuvus hõõgniidi pingest (või voolust). Emissioonivool ilmneb alates katoodpingest 1-1,5 V ja suureneb järsult normaalsetele (töö-) väärtustele lähedase hõõgniidi pinge korral.

Iseloomulik I n \u003d ƒ (U n) (vt. riis. 7, a) tuleks eemaldada avatud anoodiahelaga. Hõõglamp on mittelineaarne, kuna katoodi temperatuuri tõusuga suureneb selle takistus. Sellisel juhul suureneb hõõgniidi vool vähem kui hõõgniidi pinge suureneb.

Selliste tööstusharude uurimine nagu elektrokeemia ja värviline metallurgia, on võimatu ilma mõistete katood ja anood täieliku mõistmiseta. Samal ajal on need terminid vaakum- ja pooljuhtelektroonikaseadmete lahutamatu osa.

Katood ja anood elektrokeemias

Elektrokeemiat tuleks mõista kui sektsiooni füüsikaline keemia kes uurib elektrivoolu toimel tekkivaid keemilisi protsesse, samuti elektrilised nähtused, kutsus keemilised protsessid. Elektrokeemilisi toiminguid on kahte peamist tüüpi:

Teisendusprotseduur elektriline löök keemiliseks reaktsiooniks, mida nimetatakse elektrolüüsiks;
Keemilise reaktsiooni elektrivooluks muutmise protsess, mida nimetatakse galvaaniliseks protsessiks.

Elektrokeemias tähendavad terminid anood ja katood järgmist:

Elektroodi, millel oksüdatsioonireaktsioon toimub, nimetatakse anoodiks;
Elektroodi, millel redutseerimisprotseduur läbi viiakse, nimetatakse katoodiks.

Oksüdatsiooniprotsesside all tuleks mõista protseduuri, mille käigus osake loobub elektronidest. Taastumisprotsess hõlmab elektronide vastuvõtmise protseduuri osakeste poolt. Sellest tulenevalt nimetatakse osakesi, mis loovutavad elektrone, "redutseerijateks" ja need oksüdeeruvad. Osakesi, mis võtavad vastu elektrone, nimetatakse "oksüdeerijateks" ja need redutseeritakse.

Värvilise metalli metallurgia kasutab laialdaselt elektrolüüsiprotsessi, et eraldada metallid kaevandatud maakidest ja neid täiendavalt täiustada. Elektrolüüsi protseduuris kasutatakse lahustuvaid ja lahustumatuid anoode ning protsesse endid nimetatakse vastavalt elektrorafineerimiseks ja elektroekstraktsiooniks.

Katood vaakumseadmetes

Üks elektrovaakumseadmete sortidest on elektronlamp. Elektrilampide eesmärk on reguleerida vaakumis triivivate elektronide voolu teiste elektroodide vahel. Struktuurselt näeb elektrilamp välja nagu suletud anum-silinder, mille keskele on paigutatud väikesed metalljuhtmed. Juhtmete arv sõltub raadiotoru tüübist.

Mis tahes raadiotoru osana järgmised elemendid:

katood;
Anood;
Net.

Elektrilambi katood on kuumutatud elektrood, mis on ühendatud toiteallika "miinuspoolega" ja kiirgab elektrone, mida kuumutatakse. Need elektronid liiguvad "plussiga" ühendatud anoodi poole. Kuumutatud katoodist elektronide kiirgamise protsessi nimetatakse soojusemissiooniks ja tekkinud voolu nimetatakse soojusemissioonivooluks. Kuumutamismeetod määrab katoodide tüübid:

Otsesoojenduse katood;
Kaudse kuumutuskatood.

Otsese kuumutamise katood on tugev, suure takistusega volframjuht. Katoodi kuumutatakse, rakendades sellele pinget.

Tähtis! Otsesoojendusega vaakumtorude omadused hõlmavad lambi kiiret käivitamist väiksema energiatarbimisega, kuigi kasutusea arvelt. Kuna selliste lampide toitevool on konstantne, on nende kasutamine vahelduvvoolukeskkonnas piiratud.

Elektrilampe, mille katoodi sisse asetatakse silindrikujuline küttehõõg, nimetatakse kaudse kuumutamise raadiolampideks.

Struktuurselt näeb anood välja nagu plaat või kast, mis on asetatud ümber katoodi ja millel on katoodile vastandlik potentsiaal. Anoodi ja katoodi vahele asetatud täiendavaid elektroode, mida nimetatakse võreks, kasutatakse elektronide voolu juhtimiseks.

Katood pooljuhtseadmetes

Pooljuhtseadmete hulka kuuluvad seadmed, mis koosnevad ainest, spetsiifilisest elektritakistus mis on suurem kui juhi takistus, kuid väiksem kui dielektriku takistus. Selliste seadmete omadused hõlmavad elektrijuhtivuse suurt sõltuvust lisandite kontsentratsioonist ja elektrivoolu mõjust. Omadused p-n ristmik ja määrata enamiku pooljuhtkomponentide tööpõhimõtted.

Pooljuhtkomponentide lihtsaim esindaja on diood. See on element, millel on kaks väljundit ja üks p-n-siirde, eristav tunnus mis soodustab voolu liikumist ühes suunas.

Katood on seadme elektrood, mis on ühendatud vooluallika negatiivse poolusega. Anood on selle vastand. See on seadme elektrood, mis on ühendatud vooluallika positiivse poolusega.

Märge! Nende erinevuste meeldejätmise hõlbustamiseks kasutage petmislehte. Sõnades "katood" - "miinus", "anood" - "pluss" sama number kirju.

Kasutamine elektrokeemias

Selles keemiaharus on katood negatiivselt laetud elektrijuht(elektrood), mis tõmbab oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsesside käigus enda poole positiivselt laetud ioone (katioone).

Elektrolüütiline rafineerimine on sulamite elektrolüüs ja vesilahused. Enamik värvilisi metalle läbib sellise puhastamise. Elektrolüütilise puhastamise abil saadakse kõrge puhtusastmega metall. Seega ulatub vase puhtusaste pärast rafineerimist 99,99%.

Rafineerimise või puhastamise käigus toimub positiivsel elektrijuhil elektrolüütiline protsess. Selle käigus asetatakse metall koos lisanditega elektrolüütilisse kambrisse ja tehakse anood. Sellised protsessid viiakse läbi välise allika abiga. elektrienergia ja neid nimetatakse elektrolüüsireaktsioonideks. Teostatakse elektrolüsaatorites. See täidab elektripumba funktsiooni, mis süstib negatiivselt laetud osakesi (elektrone) negatiivsesse juhti ja eemaldab selle anoodilt. See, kust vool tuleb, pole oluline.

Katoodil puhastatakse metall võõrastest lisanditest. Lihtne katood on valmistatud volframist, mõnikord tantaalist. Volfram-negatiivse elektroodi eeliseks on selle valmistamise stabiilsus. Puuduste hulgas - see on madala efektiivsusega ja ebaökonoomne. Komplekssetel katoodidel on mitmesugune seade. Paljudel seda tüüpi juhtidel on puhas metall peal kantakse spetsiaalne kiht, mis aktiveerib suhteliselt suurema jõudluse saamist madalad temperatuurid. Need on väga ökonoomsed. Nende puuduseks on jõudluse väike stabiilsus.

Valmis puhast metalli nimetatakse ka katoodiks. Näiteks tsink- või plaatinakatood. Tootmises eraldatakse negatiivne juht katoodialusest katoodide eemaldamise masinate abil.

Kui elektrijuhist eemaldatakse negatiivselt laetud osakesed, tekib sellele anood ja negatiivse laenguga osakeste elektrijuhile süstimisel katood. Puhastava metalli elektrolüüsi käigus tõmbavad selle positiivsed ioonid enda külge negatiivselt laetud osakesed negatiivse juhi külge ja toimub redutseerimisprotsess. Kõige sagedamini kasutatavad anoodid on:

tsink;
kaadmium;
vask;
nikkel;
tina;
kuld;
hõbe;
plaatina.

Kõige sagedamini kasutatakse tootmises tsinkanoode. Nemad on:

valtsitud;
valatud;
sfääriline.

Kõige sagedamini kasutatakse valtsitud tsinkanoode. Kasuta ikka niklit ja vaske. Kuid kaadmiumi ei kasutata peaaegu kunagi selle mürgisuse tõttu keskkonnale. Elektrooniliste trükkplaatide valmistamisel kasutatakse pronks- ja tinaanoode.

Galvaniseerimine (galvaniseerimine) on õhukese metallikihi kandmine teisele objektile, et vältida toote korrosiooni, elektroonika kontaktide oksüdeerumist, kulumiskindlust, kaunistamist. Protsessi olemus on sama, mis rafineerimisel.

Toote korrosioonikindluse suurendamiseks kasutatakse tsinki ja tina. Tsingimine võib olla külm, kuum, galvaaniline, gaastermiline ja termiline difusioon. Kulda kasutatakse peamiselt kaitse- ja dekoratiivsetel eesmärkidel. Hõbe suurendab elektriseadmete kontaktide vastupidavust oksüdatsioonile. Kroom – kulumiskindluse suurendamiseks ja korrosioonikaitseks. Kroomitud plaat annab toodetele kauni ja kalli välimuse. Kasutatakse käepidemetele, segistitele, velgedele jne kandmiseks. Kroomimisprotsess on mürgine, seetõttu on see seadusega rangelt reguleeritud erinevad riigid. Alloleval pildil on näidatud nikliga galvaniseerimise meetod.

Kasutamine vaakumelektroonilistes seadmetes

Siin toimib katood vabade elektroodide allikana. Need tekivad metallist väljalöömise käigus kõrged temperatuurid. Positiivselt laetud elektrood tõmbab negatiivse juhi poolt vabastatud elektrone ligi. Erinevates seadmetes ta erineval määral kogub neid. Elektrontorudes tõmbab see negatiivselt laetud osakesi täielikult ligi ja katoodkiirseadmetes - osaliselt, moodustades protsessi lõpus elektronkiire.

Praktilise elektroonikaga tegelejad peavad teadma toiteallika anoodi ja katoodi. Kuidas ja kuidas seda nimetatakse? Miks täpselt? Toimub teema süvitsi käsitlemine mitte ainult amatöörraadio, vaid ka keemia vaatevinklist. Kõige populaarsem seletus on see, et anood on positiivne elektrood ja katood on negatiivne. Paraku pole see alati tõsi ja puudulik. Anoodi ja katoodi määramiseks peab teil olema teoreetiline alus ja teadma, mida ja kuidas. Vaatame seda artiklis.

Anood

Pöördume kemikaale käsitleva GOST 15596-82 poole. Oleme huvitatud kolmandale lehele postitatud teabest. GOST-i järgi on anood negatiivne elektrood. See on kõik! Miks täpselt? Fakt on see, et selle kaudu siseneb elektrivool välisest vooluringist allikasse endasse. Nagu näete, pole kõik nii lihtne, kui esmapilgul tundub. Kui sisu tundub liiga keeruline, võib soovitada hoolikalt kaaluda artiklis esitatud pilte - need aitavad teil mõista, mida autor soovib teile edastada.

Katood

Pöördume sama GOST 15596-82 poole. positiivne elektrood keemiline allikas vool on see, millest see väljub välisesse vooluringi. Nagu näete, käsitlevad GOST 15596-82 sisalduvad andmed olukorda erinevast vaatenurgast. Seetõttu peate teatud struktuuride osas teiste inimestega nõu pidades olema väga ettevaatlik.

Terminite tekkimine

Faraday võttis need kasutusele 1834. aasta jaanuaris, et vältida ebaselgust ja saavutada suurem täpsus. Ta pakkus ka oma versiooni meeldejätmisest Päikese näitel. Niisiis, tema anood on päikesetõus. Päike liigub üles (vool siseneb). Katood on sisend. Päike liigub alla (vool kustub).

Näide raadiotorust ja dioodist

Me mõistame jätkuvalt, mida kasutatakse mille tähistamiseks. Oletame, et meil on üks neist energiatarbijatest avatud olek(otseühenduses). Niisiis, dioodi välisest vooluringist siseneb anoodi kaudu elementi elektrivool. Kuid ärge laske end segadusse ajada sellest seletusest elektronide suunaga. Katoodi kaudu voolab kasutatud elemendist välja elektrivool välisahelasse. Praeguseks kujunenud olukord meenutab juhtumeid, kui inimesed vaatavad ümberpööratud pilti. Kui need nimetused on keerulised, pidage meeles, et ainult keemikud peavad neid sel viisil mõistma. Nüüd teeme vastupidi. On näha, et pooljuhtdioodid praktiliselt ei juhi voolu. Ainus võimalik erand on siin elementide vastupidine jaotus. Ja elektrovaakumdioodid (kenotronid, raadiotorud) ei juhi üldse pöördvoolu. Seetõttu leitakse (tinglikult), et ta neid ei läbi. Seetõttu ei täida formaalselt dioodi anoodi ja katoodi järeldused oma funktsioone.

Miks on segadus?

Täpsemalt õppimise hõlbustamiseks ja praktiline kasutamine, otsustati, et kontaktide nimede dioodielemendid ei muutu sõltuvalt nende lülitusskeemist ja need "kinnitatakse" füüsiliste kontaktide külge. Kuid see ei kehti patareide kohta. Seega sõltub pooljuhtdioodide puhul kõik kristalli juhtivuse tüübist. Vaakumtorudes on see küsimus seotud elektroodiga, mis kiirgab hõõgniidi asukohas elektrone. Muidugi on siin teatud nüansid: näiteks summuti ja zeneri dioodi kaudu võib pöördvool veidi voolata, kuid siin on spetsiifilisus, mis jääb selgelt artikli ulatusest välja.

Elektriakuga tegelemine

See on päriselt klassikaline näide keemiline elektrivoolu allikas, mis on taastuv. Aku on ühes kahest režiimist: laadimine / tühjendamine. Mõlemal juhul on elektrivoolu suund erinev. Kuid pange tähele, et elektroodide polaarsus ei muutu. Ja nad võivad mängida erinevaid rolle:

Laadimise ajal saab positiivne elektrood elektrivoolu ja on anood ning negatiivne vabastab selle ja seda nimetatakse katoodiks.
Liikumise puudumisel pole nendest mõtet rääkidagi.
Tühjenemise ajal vabastab positiivne elektrood elektrivoolu ja on katood, negatiivne aga võtab vastu ja seda nimetatakse anoodiks.

Räägime paar sõna elektrokeemiast

Siin kasutatakse veidi erinevaid definitsioone. Seega peetakse anoodi elektroodiks, kus toimuvad oksüdatiivsed protsessid. Ja meenutades koolikursus keemia, kas saate vastata, mis teises osas toimub? Elektrood, millel leke taastumisprotsessid nimetatakse katoodiks. Kuid elektroonikaseadmetele pole viidet. Mõelgem redoksreaktsioonide väärtusele meie jaoks:

Oksüdatsioon. Toimub elektroni tagasilöögi protsess osakese poolt. Neutraalne muutub positiivseks iooniks ja negatiivne neutraliseeritakse.
Taastumine. On olemas protsess elektroni saamiseks osakese abil. Positiivne muutub neutraalseks iooniks ja seejärel kordumisel negatiivseks.
Mõlemad protsessid on omavahel seotud (näiteks äraantavate elektronide arv võrdub nende lisatud arvuga).

Faraday tutvustas tähistamiseks ka keemilistes reaktsioonides osalevate elementide nimesid:

Katioonid. See on positiivselt laetud ioonide nimi, mis liiguvad negatiivse pooluse (katoodi) suunas.
Anioonid. Nii nimetatakse negatiivselt laetud ioone, mis liiguvad elektrolüüdi lahuses positiivse pooluse (anoodi) suunas.

Kuidas keemilised reaktsioonid toimuvad?

Oksüdatiivsed ja redutseerivad poolreaktsioonid on ruumis eraldatud. Elektronide üleminek katoodi ja anoodi vahel ei toimu otse, vaid tänu välise vooluahela juhile, millele tekib elektrivool. Siin saab jälgida elektriliste ja keemiline vorm energiat. Seetõttu moodustada juhtmete süsteemi väline ahel erinevat tüüpi(mis on elektrolüüdis olevad elektroodid) ja on vaja kasutada metalli. Näete, anoodi ja katoodi vaheline pinge on olemas, samuti üks nüanss. Ja kui poleks elementi, mis takistaks neil vajalikku protsessi otseselt läbi viia, oleks keemilise voolu allikate väärtus väga madal. Tänu sellele, et laadimine peab läbima selle skeemi, pandi varustus kokku ja töötab.

Mis on mis: 1. samm

Nüüd määratleme, mis on mis. Võtame galvaaniline element Jacobi-Daniel. Ühelt poolt koosneb see tsinkelektroodist, mis on sukeldatud tsinksulfaadi lahusesse. Siis tuleb poorne vahesein. Ja teisel pool on vask elektrood,mis asub lahuses.Need on omavahel kontaktis,kuid keemilised omadused ja vahesein ei tohi seguneda.

2. samm: töötlemine

Toimub tsingi oksüdatsioon ja elektronid liiguvad mööda välist ahelat vaseks. Nii selgub, et galvaanilisel elemendil on negatiivselt laetud anood ja positiivne katood. Pealegi saab see protsess kulgeda ainult juhtudel, kui elektronidel on kuhugi "minekuks". Fakt on see, et "isolatsiooni" olemasolu takistab otse elektroodilt teisele jõudmist.

3. samm: elektrolüüs

Vaatame elektrolüüsi protsessi. Selle läbilaskeseade on anum, milles on lahus või elektrolüüdi sulam. Sellesse on langetatud kaks elektroodi. Need on allikaga ühendatud. alalisvool. Anoodiks on antud juhul elektrood, mis on ühendatud positiivse poolusega. Siin toimub oksüdatsioon. Negatiivse laenguga elektrood on katood. Siin toimub redutseerimisreaktsioon.

4. samm: lõpuks

Seetõttu tuleb nende mõistetega opereerides alati arvestada, et anoodi ei kasutata 100% juhtudest negatiivse elektroodi tähistamiseks. Samuti võib katood perioodiliselt kaotada oma positiivse laengu. Kõik sõltub sellest, milline protsess elektroodil toimub: redutseeriv või oksüdatiivne.

Järeldus

Nii on kõik - mitte väga keeruline, kuid te ei saa öelda, et see on lihtne. Uurisime galvaanielementi, anoodi ja katoodi vooluringi seisukohalt ning nüüd ei tohiks probleeme tekkida toiteallikate ühendamisel tööajaga. Ja lõpuks peate jätma teile veel väärtuslikku teavet. Alati tuleb arvestada erinevusega, mis anoodil on. Asi on selles, et esimene on alati natuke suur. Seda seetõttu, et koefitsient kasulik tegevus ei tööta 100% indikaatoriga ja osa laenguid hajub. Tänu sellele näete, et akudel on laadimis- ja tühjenduskordade arv piiratud.