Anoda i katoda: czym są, jak je rozpoznać i zapamiętać

Wśród terminów w elektrotechnice znajdują się pojęcia takie jak anoda i katoda. Dotyczy to zasilaczy, galwanotechniki, chemii i fizyki. Termin ten występuje również w elektronice próżniowej i półprzewodnikowej. Określają one zaciski lub styki urządzeń i jaki mają znak elektryczny. W tym artykule powiemy, co to jest anoda i katoda, a także jak określić, gdzie są one w elektrolizerze, diodzie i baterii, który z nich jest plusem, a co minusem.

Elektrochemia i galwanizacja

W elektrochemii są dwie główne sekcje:

1. Ogniwa galwaniczne - wytwarzanie energii elektrycznej w wyniku reakcji chemicznej. Te pozycje obejmują baterie i akumulatory. Często określa się je mianem chemicznych źródeł prądu.
2. Elektroliza - wpływ na reakcję chemiczną z elektrycznością, w prostych słowach - za pomocą źródła zasilania wyzwalana jest jakaś reakcja.

Rozważmy reakcję redoks w ogniwie galwanicznym, jakie procesy zachodzą na jego elektrodach?

• Anoda - elektroda na której reakcja oksydacyjnaczyli on przekazuje elektrony. Nazywa się elektrodę, na której zachodzi reakcja utleniania Środek redukujący.
• Katoda - elektroda po której płynie reakcja regeneracyjnaczyli on akceptuje elektrony. Elektroda, na której zachodzi reakcja redukcji, nazywa się Środek utleniający.

Rodzi to pytanie - gdzie jest plus a gdzie minus w akumulatorze? Zgodnie z definicją, dla ogniwa galwanicznego anoda przekazuje elektrony.

Ważny! W GOST 15596-82 podano w skrócie oficjalną definicję nazw wniosków źródeł prądu chemicznego, a następnie plus na katodzie i minus na anodzie.

W tym przypadku rozważany jest przepływ prądu elektrycznego na przewodzie obwodu zewnętrznego z utleniacz (katoda) Do reduktor(anoda). Ponieważ elektrony w obwodzie płyną od minus do plusa, a prąd elektryczny jest odwrotnie, to katoda jest plusem, a anoda minusem.

Uwaga: prąd zawsze płynie do anody!

Lub to samo na schemacie:

Proces elektrolizy lub ładowania baterii

Procesy te są podobne i odwrotne do ogniwa galwanicznego, ponieważ energia nie jest tu dostarczana z powodu reakcja chemiczna, ale przeciwnie - reakcja chemiczna zachodzi z powodu zewnętrznego źródła Elektryczność.

W tym przypadku plus zasilacza nazywany jest również katodą, a minus anodą. Ale styki naładowanego ogniwa galwanicznego lub elektrod elektrolizera będą już miały przeciwne nazwy, zobaczmy dlaczego!

Ważny! Gdy ogniwo galwaniczne jest rozładowane, anoda jest minusem, katoda jest plusem, podczas ładowania i odwrotnie.

Ponieważ prąd z dodatniego zacisku zasilacza płynie do dodatniego zacisku akumulatora, ten ostatni nie może już być katodą. Odnosząc się do powyższego, możemy wnioskować, że w tym przypadku elektrody akumulatora są warunkowo zamieniane podczas ładowania.

Następnie przez elektrodę naładowanego ogniwa galwanicznego, do którego przepływa prąd elektryczny, nazywana jest anoda. Okazuje się, że po naładowaniu akumulatora plus staje się anodą, a minus katodą.

Galwanotechnika

Procesy osadzania metali w wyniku reakcji chemicznej pod wpływem prądu elektrycznego (podczas elektrolizy) nazywane są galwanizacją. W ten sposób świat otrzymał ozdoby i detale posrebrzane, złocone, chromowane lub platerowane innymi metalami. Proces ten jest wykorzystywany zarówno do celów dekoracyjnych, jak i użytkowych - do poprawy odporności korozyjnej różnych elementów i zespołów mechanizmów.

Zasada działania instalacji do nakładania powłoki galwanicznej polega na zastosowaniu roztworów soli pierwiastków, które pokryją część, jako elektrolitu.

W galwanizacji anoda jest również elektrodą, do której podłączony jest odpowiednio dodatni zacisk zasilacza, katoda w tym przypadku jest minusem. W tym przypadku metal osadza się (redukuje) na elektrodzie ujemnej (reakcja redukcji). Oznacza to, że jeśli chcesz własnoręcznie wykonać pozłacany pierścionek, podłącz do niego ujemny zacisk zasilacza i umieść go w pojemniku z odpowiednim rozwiązaniem.

W elektronice

Elektrody lub nogi półprzewodnikowych i próżniowych urządzeń elektronicznych są również często określane jako anoda i katoda. Rozważ konwencjonalne oznaczenie graficzne diody półprzewodnikowej na schemacie:

Jak widać anoda diody jest połączona z dodatnią stroną akumulatora. Jest to tak zwane z tego samego powodu - prąd płynie na to wyjście z diody w każdym przypadku. Na rzeczywistym elemencie na katodzie znajduje się oznaczenie w postaci paska lub kropki.

Dioda jest taka sama. Na diodach LED 5mm wnętrze jest widoczne przez żarówkę. Większa połowa to katoda.

Tak samo jest z tyrystorem, przyporządkowanie zacisków i „jednobiegunowe” zastosowanie tych trójnożnych elementów sprawia, że ​​jest to sterowana dioda:

W diodzie próżniowej anoda jest również podłączona do plusa, a katoda do minusa, co pokazano na poniższym schemacie. Chociaż po przyłożeniu napięcia wstecznego nazwy tych elementów nie zmienią się, pomimo przepływu prądu elektrycznego w przeciwnym kierunku, choć nieistotne.

Inaczej jest w przypadku elementów pasywnych, takich jak kondensatory i rezystory. Rezystor nie ma oddzielnej katody i anody, prąd w nim może płynąć w dowolnym kierunku. Wnioskom można nadać dowolne nazwy, w zależności od sytuacji i danego schematu. Zwykłe kondensatory niepolarne również mają. Rzadziej taki podział według nazw kontaktów obserwuje się w kondensatorach elektrolitycznych.

Wniosek

Podsumujmy więc, odpowiadając na pytanie: jak zapamiętać, gdzie jest plus, gdzie jest minus na katodzie z anodą? Istnieje przydatna reguła mnemoniczna dotycząca elektrolizy, ładowania baterii, galwanizacji i urządzeń półprzewodnikowych. Te słowa o podobnych nazwach mają taką samą liczbę liter, jak pokazano poniżej:

We wszystkich tych przypadkach prąd wypływa z katody i wpływa do anody.

Nie daj się zwieść zamieszaniu: „dlaczego bateria ma dodatnią katodę, a po naładowaniu staje się ujemna?” Pamiętaj o wszystkich elementach elektronicznych, a także elektrolizerach i galwanizacji - ogólnie dla wszystkich odbiorców energii anoda nazywana jest wyjściem podłączonym do plusa. Na tym kończą się różnice, teraz łatwiej rozgryźć, co jest plusem, a co minusem między wyjściami elementów i urządzeń.

Na koniec zalecamy obejrzenie przydatnego filmu na temat artykułu:

Teraz wiesz, czym są anoda i katoda i jak szybko je zapamiętać. Mamy nadzieję, że podane informacje były dla Ciebie przydatne i interesujące!

Powiązane materiały:

• Jaka jest różnica między prądem przemiennym a prądem stałym?
• Napięcie fazowe i liniowe w sieci
• Jak naładować baterię w domu?