Anóda a katóda: čo sú, ako ich identifikovať a zapamätať si

Medzi pojmy v elektrotechnike patria pojmy ako anóda a katóda. Týka sa to napájacích zdrojov, galvanizácie, chémie a fyziky. Tento termín sa nachádza aj vo vákuovej a polovodičovej elektronike. Označujú svorky alebo kontakty zariadení a aké elektrické označenie majú. V tomto článku vám povieme, čo je to anóda a katóda, ako aj ako určiť, kde sa nachádzajú v elektrolyzéri, dióde a batérii, ktorá z nich je plus a čo mínus.

Elektrochémia a galvanické pokovovanie

V elektrochémii existujú dve hlavné sekcie:

1. Galvanické články – výroba elektriny chemickou reakciou. Tieto položky zahŕňajú batérie a akumulátory. Často sa označujú ako zdroje chemického prúdu.
2. Elektrolýza - vplyv na chemickú reakciu s elektrinou, jednoducho povedané - pomocou zdroja energie sa spustí nejaký druh reakcie.

Uvažujme o redoxnej reakcii v galvanickom článku, aké procesy potom prebiehajú na jeho elektródach?

• anóda - elektróda, na ktorej oxidačná reakcia, teda on daruje elektróny. Elektróda, na ktorej prebieha oxidačná reakcia, sa nazýva redukčné činidlo.
• Katóda - elektróda, na ktorej prúdi regeneračná reakcia, teda on prijíma elektróny. Elektróda, na ktorej prebieha redukčná reakcia, sa nazýva oxidačné činidlo.

To vyvoláva otázku – kde je v batérii plus a kde mínus? Na základe definície pre galvanický článok anóda daruje elektróny.

Dôležité! V GOST 15596-82 je uvedená oficiálna definícia názvov záverov chemických zdrojov prúdu, skrátka plus na katóde a mínus na anóde.

V tomto prípade sa berie do úvahy tok elektrického prúdu na vodiči vonkajšieho obvodu od okysličovadlo (katóda) Komu reduktor(anóda). Pretože elektróny v obvode prúdia z mínusu do plusu a elektrický prúd je naopak, potom je katóda plus a anóda je mínus.

Pozor: prúd vždy tečie do anódy!

Alebo to isté na diagrame:

Elektrolýza alebo proces nabíjania batérie

Tieto procesy sú podobné a inverzné ako v galvanickom článku, pretože tu nie je dodávaná žiadna energia chemická reakcia, ale naopak - chemická reakcia nastáva v dôsledku vonkajšieho zdroja elektriny.

V tomto prípade sa plus napájacieho zdroja nazýva aj katóda a mínus anóda. Ale kontakty nabitého galvanického článku alebo elektród elektrolyzéra už budú mať opačné názvy, pozrime sa prečo!

Dôležité! Keď je galvanický článok vybitý, anóda je mínus, katóda je plus, pri nabíjaní naopak.

Pretože prúd z kladného pólu napájacieho zdroja ide na kladný pól batérie, tento už nemôže byť katódou. Na základe vyššie uvedeného môžeme konštatovať, že v tomto prípade sú elektródy batérie počas nabíjania podmienečne vymenené.

Potom sa cez elektródu nabitého galvanického článku, do ktorého prúdi elektrický prúd, nazýva anóda. Ukazuje sa, že keď je batéria nabitá, plus sa stane anódou a mínus sa stane katódou.

Galvanické pokovovanie

Procesy ukladania kovov v dôsledku chemickej reakcie pod vplyvom elektrického prúdu (pri elektrolýze) sa nazývajú galvanické pokovovanie. Do sveta sa tak dostali postriebrené, pozlátené, chrómované či inými kovmi pokovované ozdoby a detaily. Tento proces sa používa na dekoratívne aj aplikované účely - na zlepšenie odolnosti rôznych komponentov a zostáv mechanizmov proti korózii.

Princíp činnosti zariadení na nanášanie galvanického povlaku spočíva v použití roztokov solí prvkov, ktoré pokrývajú diel, ako elektrolyt.

Pri galvanickom pokovovaní je anóda tiež elektródou, ku ktorej je pripojená kladná svorka napájacieho zdroja, respektíve katóda je v tomto prípade mínus. V tomto prípade sa kov nanáša (redukuje) na zápornú elektródu (redukčná reakcia). To znamená, že ak si chcete vyrobiť pozlátený prsteň vlastnými rukami, pripojte k nemu záporný pól napájacieho zdroja a vložte ho do nádoby s príslušným roztokom.

V elektronike

Elektródy alebo nohy polovodičových a vákuových elektronických zariadení sa tiež často označujú ako anóda a katóda. Zvážte konvenčné grafické označenie polovodičovej diódy v diagrame:

Ako vidíme, anóda diódy je pripojená na kladnú stranu batérie. Nazýva sa tak z rovnakého dôvodu - do tohto výstupu z diódy v každom prípade prúdi prúd. Na skutočnom prvku na katóde je označenie vo forme prúžku alebo bodky.

LED je rovnaká. Na 5mm LED diódach sú vnútro viditeľné cez žiarovku. Väčšia polovica je katóda.

Rovnako je to aj s tyristorom, priradenie svoriek a „unipolárne“ nasadenie týchto trojramenných komponentov z neho robí riadenú diódu:

Vo vákuovej dióde je anóda tiež pripojená k plusu a katóda k mínusu, čo je znázornené na obrázku nižšie. Hoci pri použití spätného napätia sa názvy týchto prvkov nezmenia, napriek toku elektrického prúdu v opačnom smere, aj keď bezvýznamný.

Toto nie je prípad pasívnych prvkov, ako sú kondenzátory a odpory. Rezistor nemá samostatnú katódu a anódu, prúd v ňom môže tiecť ľubovoľným smerom. Jeho závery môžete pomenovať v závislosti od situácie a príslušnej schémy. Bežné nepolárne kondenzátory majú tiež. Menej často sa takéto rozdelenie podľa kontaktných mien pozoruje v elektrolytických kondenzátoroch.

Záver

Takže, zhrňme, odpovedzme na otázku: ako si zapamätať, kde je plus, kde je mínus na katóde s anódou? Existuje praktické mnemotechnické pravidlo pre elektrolýzu, nabíjanie batérií, galvanizáciu a polovodičové zariadenia. Tieto slová s podobnými názvami majú rovnaký počet písmen, ako je znázornené nižšie:

Vo všetkých týchto prípadoch prúd vyteká z katódy a tečie do anódy.

Nenechajte sa zmiasť zmätkom: "prečo má batéria kladnú katódu a keď je nabitá, stáva sa zápornou?" Nezabudnite pre všetky elektronické prvky, ako aj elektrolyzéry a pri galvanickom pokovovaní - vo všeobecnosti sa pre všetkých spotrebiteľov energie anóda nazýva výstup pripojený k plusu. Tu sa rozdiely končia, teraz je pre vás jednoduchšie zistiť, čo je plus a čo mínus medzi výstupmi prvkov a zariadení.

Nakoniec odporúčame pozrieť si užitočné video na tému článku:

Teraz viete, čo sú anóda a katóda a ako si ich dostatočne rýchlo zapamätať. Dúfame, že poskytnuté informácie boli pre vás užitočné a zaujímavé!

Súvisiace materiály:

• Aký je rozdiel medzi jednosmerným a striedavým prúdom
• Fázové a sieťové napätie v sieti
• Ako nabíjať batériu doma