Els que participen en l'electrònica pràctica han de conèixer l'ànode i el càtode de la font d'alimentació. Com i com es diu? Per què exactament? Es tractarà en profunditat el tema des del punt de vista no només de la ràdio amateur, sinó també de la química. L'explicació més popular és que l'ànode és l'elèctrode positiu i el càtode és el negatiu. Per desgràcia, això no sempre és cert i incomplet. Per poder determinar l'ànode i el càtode, cal tenir una base teòrica i saber què i com. Vegem-ho en el marc de l'article.
Ànode
Passem a GOST 15596-82, que tracta sobre fonts de corrent químic. Ens interessa la informació publicada a la tercera pàgina. Segons GOST, l'ànode és l'elèctrode negatiu d'una font de corrent química. Això és! Per què exactament? El fet és que és a través d'ell que el corrent elèctric entra des del circuit extern a la pròpia font. Com podeu veure, no tot és tan fàcil com sembla a primera vista. És recomanable considerar detingudament les imatges que es presenten a l'article si el contingut sembla massa complicat; us ajudaran a entendre què us vol transmetre l'autor.
Càtode
Recorrem al mateix GOST 15596-82. elèctrode positiuUna font química de corrent és aquella des de la qual, quan es descarrega, entra a un circuit extern. Com podeu veure, les dades contingudes a GOST 15596-82 consideren la situació des d'una perspectiva diferent. Per tant, s'ha de tenir molta cura en consultar amb altres persones sobre determinades construccions.
L'aparició dels termes
Van ser introduïts per Faraday el gener de 1834 per evitar ambigüitats i aconseguir una major precisió. També va oferir la seva pròpia versió de la memorització utilitzant l'exemple del Sol. Per tant, el seu ànode és la sortida del sol. El sol es mou cap amunt (entra corrent). El càtode és l'entrada. El sol està baixant (el corrent s'apaga).
Exemple de tub i díode
Continuem entenent què s'utilitza per indicar què. Suposem que tenim un d'aquests consumidors d'energia en estat obert (en connexió directa). Així, des del circuit extern del díode, un corrent elèctric entra a l'element a través de l'ànode. Però no us confongueu aquesta explicació amb la direcció dels electrons. A través del càtode, un corrent elèctric surt de l'element utilitzat cap al circuit extern. La situació que s'ha desenvolupat ara recorda els casos en què la gent mira una imatge invertida. Si aquestes designacions són complexes, recordeu que només els químics les han d'entendre d'aquesta manera. Ara fem el contrari. Es pot veure que els díodes semiconductors pràcticament no conduiran el corrent. L'única excepció possible aquí és el desglossament invers dels elements. I díodes d'electrobuit (kenotrons,tubs de ràdio) no conduiran en absolut el corrent invers. Per tant, es considera (condicionalment) que no els passa. Per tant, formalment, els terminals d'ànode i càtode del díode no compleixen les seves funcions.
Per què hi ha confusió?
Especialment, per facilitar l'aprenentatge i l'aplicació pràctica, es va decidir que els elements del díode dels noms dels pins no canviaran en funció del seu esquema de commutació, i que s'"uniran" als pins físics. Però això no s'aplica a les bateries. Així, per als díodes semiconductors, tot depèn del tipus de conductivitat del cristall. En els tubs de buit, aquesta pregunta està lligada a l'elèctrode que emet electrons a la ubicació del filament. Per descomptat, aquí hi ha alguns matisos: per exemple, un corrent invers pot fluir a través de dispositius semiconductors com un supressor i un díode zener, però aquí hi ha una especificitat que està clarament fora de l'abast de l'article.
Com fer front a la bateria elèctrica
Aquest és un exemple realment clàssic d'una font química d'electricitat renovable. La bateria es troba en un dels dos modes: càrrega / descàrrega. En tots dos casos, hi haurà una direcció diferent del corrent elèctric. Però tingueu en compte que la polaritat dels elèctrodes no canviarà. I poden actuar en diferents rols:
- Durant la càrrega, l'elèctrode positiu rep un corrent elèctric i és l'ànode, i el negatiu l'allibera i s'anomena càtode.
- Si no hi ha moviment, no té sentit parlar-ne.
- Durantdescàrrega, l'elèctrode positiu allibera el corrent elèctric i és el càtode, mentre que l'elèctrode negatiu rep i s'anomena ànode.
Diguem una paraula sobre electroquímica
Aquí s'utilitzen definicions lleugerament diferents. Així, l'ànode es considera com un elèctrode on es produeixen processos oxidatius. I recordant el curs de química de l'escola, pots respondre què passa a l' altra part? L'elèctrode sobre el qual tenen lloc els processos de reducció s'anomena càtode. Però no hi ha cap referència als dispositius electrònics. Vegem el valor que tenen les reaccions redox per a nos altres:
- Oxidació. Hi ha un procés de retrocés d'un electró per part d'una partícula. El neutre es converteix en un ió positiu i el negatiu es neutralitza.
- Restauració. Hi ha un procés d'obtenció d'un electró per part d'una partícula. Un positiu es converteix en un ió neutre i després en negatiu quan es repeteix.
- Ambdós processos estan interconnectats (per exemple, el nombre d'electrons que es regalen és igual al nombre afegit).
Faraday també va introduir noms per als elements que participen en reaccions químiques:
- Cations. Aquest és el nom dels ions carregats positivament que es mouen a la solució d'electròlit cap al pol negatiu (càtode).
- Anions. Aquest és el nom dels ions carregats negativament que es mouen a la solució d'electròlit cap al pol positiu (ànode).
Com es produeixen les reaccions químiques?
Oxidació i reduccióles mitges reaccions es separen a l'espai. La transició d'electrons entre el càtode i l'ànode no es realitza directament, sinó a causa del conductor del circuit extern, sobre el qual es crea un corrent elèctric. Aquí es pot observar la transformació mútua de les formes elèctriques i químiques d'energia. Per tant, per formar un circuit extern del sistema a partir de conductors de diversos tipus (que són els elèctrodes de l'electròlit), cal utilitzar metall. Ja veieu, existeix la tensió entre l'ànode i el càtode, així com un matís. I si no hi hagués cap element que els impedeixi dur a terme directament el procés necessari, aleshores el valor de les fonts de corrent químic seria molt baix. I per tant, a causa del fet que la càrrega ha de passar per aquest esquema, l'equip es va muntar i funciona.
Què és què: pas 1
Ara definim què és què. Prenem una cel·la galvànica de Jacobi-Daniel. D'una banda, consta d'un elèctrode de zinc, que està submergit en una solució de sulfat de zinc. Després ve la partició porosa. I a l' altre costat hi ha un elèctrode de coure, que es troba en una solució de sulfat de coure. Estan en contacte entre ells, però les característiques químiques i la partició no permeten la barreja.
Pas 2: procés
El zinc s'oxida i els electrons es mouen pel circuit extern fins al coure. Així doncs, resulta que la cèl·lula galvànica té un ànode carregat negativament i un càtode positiu. A més, aquest procés només pot procedir en els casos en què els electrons tenen cap on "anar". La qüestió és anar directamentde l'elèctrode a un altre evita la presència d'"aïllament".
Pas 3: electròlisi
Mirem el procés d'electròlisi. La instal·lació per al seu pas és un recipient en el qual hi ha una solució o un electròlit fos. S'hi baixen dos elèctrodes. Estan connectats a una font de corrent continu. L'ànode en aquest cas és l'elèctrode que està connectat al pol positiu. Aquí és on es produeix l'oxidació. L'elèctrode carregat negativament és el càtode. Aquí és on té lloc la reacció de reducció.
Pas 4: finalment
Per tant, a l'hora d'operar amb aquests conceptes, sempre s'ha de tenir en compte que l'ànode no s'utilitza en el 100% dels casos per indicar un elèctrode negatiu. A més, el càtode pot perdre periòdicament la seva càrrega positiva. Tot depèn del procés que tingui lloc a l'elèctrode: reductor o oxidatiu.
Conclusió
Així és com és tot, no gaire difícil, però no es pot dir que sigui fàcil. Hem examinat la cèl·lula galvànica, l'ànode i el càtode des del punt de vista del circuit, i ara no hauríeu de tenir problemes per connectar les fonts d'alimentació amb el temps de funcionament. I, finalment, heu de deixar-vos informació més valuosa. Sempre heu de tenir en compte la diferència que té el potencial del càtode / el potencial de l'ànode. El cas és que el primer sempre serà una mica gran. Això es deu al fet que l'eficiència no funciona amb un indicador del 100% i una part de les càrregues es dissipa. És per això que podeu veure que les bateries tenen un límit en el nombre de vegades que es poden carregar i alta.
