Anood ja katood: mis need on, kuidas neid tuvastada ja meeles pidada

Elektrotehnika 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 klemmid või kontaktid ja nende elektrimärgi. Selles artiklis räägime teile, mis see on anood ja katood, samuti kuidas määrata, kus need elektrolüüsis, dioodis ja akus asuvad, milline neist on pluss ja mis miinus.

Elektrokeemia ja galvaniseerimine

Elektrokeemias on kaks peamist osa:

1. Galvaanielemendid – elektri tootmine keemilise reaktsiooni teel. Nende hulka kuuluvad patareid ja akud. Neid nimetatakse sageli keemilisteks vooluallikateks.
2. Elektrolüüs - mõju keemilisele reaktsioonile elektriga, lihtsate sõnadega - jõuallika abil vallandub mingi reaktsioon.

Mõelge galvaanilise elemendi redoksreaktsioonile ja millised protsessid toimuvad selle elektroodidel?

• Anood - elektrood, millel
  oksüdatiivne reaktsioonst tema annetab elektrone. Elektroodi, millel oksüdatiivne reaktsioon toimub, nimetatakse redutseerija.
• Katood - elektrood, millel voolab taastav reaktsioonst tema võtab vastu elektrone. Elektroodi, millel redutseerimisreaktsioon toimub, nimetatakse oksüdeeriv aine.

Siit tekib küsimus – kus on akus pluss ja kus miinus? Definitsiooni põhjal galvaanilise elemendi jaoks anood loovutab elektrone.

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

Sel juhul võetakse arvesse elektrivoolu voolu välise vooluahela juhi peal alates oksüdeerija (katood) To reduktor(anood). Kuna ahelas olevad elektronid liiguvad miinusest plussi ja elektrivool on vastupidi, siis katood on pluss ja anood miinus.

Tähelepanu: vool voolab alati anoodi!

Või sama diagrammil:

Elektrolüüs või aku laadimise protsess

Need protsessid on galvaanilise elemendiga sarnased ja vastupidised, kuna siin ei tarnita energiat keemiline reaktsioon, vaid vastupidi – keemiline reaktsioon toimub välise allika toimel elektrit.

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

Tähtis! Galvaanielemendi tühjenemisel on anood miinus, katood pluss, laadimisel vastupidi.

Kuna toiteallika plussklemmilt läheb vool aku plussklemmile, siis viimane ei saa enam olla katood. Ülaltoodule tuginedes võime järeldada, et sel juhul vahetatakse laadimise ajal aku elektroodid tinglikult.

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

Galvaneerimine

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

Galvaanilise katte pealekandmise paigaldiste tööpõhimõte seisneb osa katvate elementide soolade lahuste kasutamises elektrolüüdina.

Galvaniseerimisel on anood ka elektrood, mille külge on ühendatud toiteallika positiivne klemm, katood on sel juhul miinus. Sel juhul sadestub (redutseeritakse) metall 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 positiivse poolega. Seda nimetatakse samal põhjusel - vool voolab igal juhul dioodist sellesse väljundisse. Katoodil reaalsel elemendil on märgistus riba või punkti kujul.

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

Sama lugu on türistoriga, klemmide määramine ja nende kolme jalaga komponentide "unipolaarne" rakendus muudavad selle juhitavaks dioodiks:

Vaakumdioodis on anood ühendatud ka plussiga ja katood miinusega, mis on näidatud alloleval diagrammil. Ehkki pöördpinge rakendamisel ei muutu nende elementide nimed, vaatamata elektrivoolu voolule vastupidises suunas, ehkki ebaoluline.

See ei kehti passiivsete elementide, näiteks kondensaatorite ja takistite puhul. Takistil ei ole eraldi katoodi ja anoodi, vool selles võib voolata igas suunas. Sõltuvalt olukorrast ja kõnealusest skeemist võite selle järeldustele anda mis tahes nimed. Tavalistel mittepolaarsetel kondensaatoritel on ka. Harvemini täheldatakse sellist jaotust kontaktide nimede järgi elektrolüütkondensaatorites.

Järeldus

Niisiis, teeme kokkuvõtte, vastates küsimusele: kuidas meeles pidada, kus on anoodiga katoodil 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: "miks on akul positiivne katood ja kui see on laetud, muutub see negatiivseks?" Pidage meeles kõigi elektrooniliste elementide, aga ka elektrolüsaatorite ja galvaniseerimise puhul - üldiselt nimetatakse anoodiks kõigi energiatarbijate puhul plussiga ühendatud väljundiks. Siin erinevused lõpevad, nüüd on sul lihtsam aru saada, mis on pluss ja mis miinus elementide ja seadmete väljundite vahel.

Lõpuks soovitame vaadata kasulikku videot artikli teemal:

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

Seotud materjalid:

• Mis vahe on vahelduvvoolul ja alalisvoolul
• Faasi- ja liinipinge võrgus
• Kuidas laadida akut kodus