Katodas ir anodas - priešybių vienybė ir kova

Katodas ir anodas yra du komponentaiprocesas: elektros srovės srautas. Visos medžiagos gali būti suskirstytos į du tipus - tai laidininkai, kurių struktūroje yra didelis laisvųjų elektronų ir dielektrikos perteklius (jose beveik nėra laisvų elektronų).

Elektros srovės koncepcija

Электрический ток – это упорядоченное перемещение įkrautos elementariosios dalelės medžiagos struktūroje, veikiančios elektromagnetinės įtampos sąlygomis. Jei laidininkui taikoma pastovi įtampa, laisvieji elektronai, turintys neigiamą krūvį, pradės judėti kryptingai link katodo (teigiamo krūvio elektrodo) anodo (teigiamo krūvio elektrodo). Srovė atitinkamai tekės priešinga kryptimi. Ir katodas ir anodas yra du elektrodai, tarp kurių susidaro elektromagnetinės įtampos lašas (skirtumas).

Laidininkai ir dielektrikai

Laidininkai ir dielektrikai gali būti kieti,skystos ir dujinės medžiagos. Tai nėra svarbu elektros srovės tekėjimui. Ilgai naudojant elektromagnetinę įtampą prie katodo susidarys elektronų perteklius, o anode - jo trūkumas. Jei įtampa veikia pakankamai ilgai, surišti elektronai kartu su atomais pabėgs iš medžiagos, iš kurios pagamintas anodas, struktūros, o pati medžiaga pradės cheminę reakciją su chemiškai aktyviomis aplinkos medžiagomis. Šis procesas vadinamas elektrolize.

Elektrolizė

Katodas ir anodas elektrochemijoje yra dupastovios elektromagnetinės įtampos poliai, taikomi druskos tirpalams arba lydalams. Kai iš elektronų pertekliaus atsiranda srovė, anodas pradeda irti, t.y. teigiamo krūvio medžiagos atomai patys pateks į druskos tirpalą (aplinką) ir bus perkelti į katodą, kur nusės išgryninta forma. Šis procesas vadinamas galvaniniu. Galvanizacijos pagalba įvairūs gaminiai padengiami plonu cinko, vario, aukso, sidabro ir kitų metalų sluoksniu.

Kas yra katodas ir kokios jo užduotysatlieka elektrolizėje? Tai galima suprasti taip: jei gaminate anodą iš bronzos ar alavo, tada ant katodo gausite spausdintinę plokštę, padengtą plonu vario arba alavo sluoksniu (naudojama elektronikos pramonėje). Lygiai taip pat gaunami paauksuoti papuošalai, variniai ir net paauksuoti elektrotechnikai skirti antgaliai, siekiant padidinti elektros laidumą.

Atsakymai į klausimus apie tai, kas yra anodas ir katodas,elektrolizės metu yra akivaizdūs: anodas sunaikinamas dėl nuolatinės srovės srauto per sūrymą, o katodas perima anodo medžiagą. Netgi toks terminas atsirado galvanizavimo aplinkoje – „katodo anodavimas“. Jis neturi fizinės reikšmės, bet puikiai parodo tikrąją problemos esmę.

Puslaidininkiai

Puslaidininkiai yra medžiagoskurių struktūroje nėra laisvųjų elektronų, o atominiai blogai išsilaiko savo vietose. Jeigu tokią skystos ar dujinės būsenos medžiagą patalpinsime į magnetinį lauką ir leisime kietėti, tada bus gautas elektrinės struktūros puslaidininkis, kuris srovę praleis tik viena kryptimi.

Iš šios medžiagos, naudojant minėtą savybę, gaminami diodai. Jie yra dviejų tipų:

a) su "p-n-p" laidumu;

b) su "n-p-n" laidumu.

Praktiškai šis diodų struktūros subtilumasnesvarbu. Svarbu teisingai prijungti diodą prie elektros grandinės. Kur yra anodas, kur yra katodas - daugeliui kyla klausimas. Ant diodo yra specialūs žymėjimai: arba A ir K, arba + ir -. Yra tik du būdai prijungti diodą prie nuolatinės srovės elektros grandinės. Vienu atveju darbinis diodas praves srovę, o kitu - ne. Todėl reikia paimti įrenginį, ant kurio tikrai žinoma, kur yra katodas, o kur anodas, ir prijungti jį prie diodo. Jei prietaisas rodo, kad yra srovė, tada diodas prijungtas teisingai. Tai reiškia, kad prietaiso katodas ir diodo katodas, taip pat įrenginio anodas ir diodo anodas sutapo. Priešingu atveju turėsite pakeisti jungtis.

1. Jei diodas nepraleidžia srovės abiem kryptimis, tada jis perdegęs ir jo negalima taisyti.

2. Jei, priešingai, praleidžia, vadinasi, jis yra palaužtas. Jį reikia išmesti.

Diodai tikrinami testeriais ir zondais. Dioduose katodas ir anodas yra tvirtai susieti su jų medžiagos konstrukcija, priešingai nei galvaniniai maitinimo šaltiniai (akumuliatoriai, baterijos ir kt.).

Katodas puslaidininkiniuose elementuose (dioduose)elektros grandinė yra elektrodas (kojelė), iš kurio išeina teigiamas (+) potencialas. Per grandinę jis yra prijungtas prie neigiamo maitinimo šaltinio potencialo. Tai reiškia, kad srovė tiesiai diodo puslaidininkyje teka kryptimi nuo anodo iki katodo. Elektros grandinėse šis procesas simboliškai nurodomas kaip toks.

Jei diodas su viena koja (elektrodas) prijungtas priekintamoji įtampa, tada ant antrojo elektrodo gausime teigiamą arba neigiamą pusės sinuso bangą. Jei sujungsite du diodus į tiltelį, stebėsime ištaisytą beveik pastovią elektros srovę.

Galvaniniai nuolatinės srovės šaltiniai - akumuliatoriai (baterijos)

Šiuose gaminiuose katodas ir anodas yra sukeistipriklausomai nuo elektros srovės tekėjimo krypties, nes vienu atveju į juos nepatenka įtampa, o jie patys dėl cheminės reakcijos tarnauja kaip nuolatinės srovės šaltiniai. Čia anodas bus neigiamas elektrodas, o katodas bus teigiamas elektrodas. Kitu atveju akumuliatoriuje vyksta įprastas elektrolizės procesas.

Kai baterija išsikrovusi ir cheminė medžiagareakcija, kuri tarnavo kaip elektros srovės šaltinis, sustojo, ją reikia įkrauti naudojant išorinį maitinimo šaltinį. Taip pradedame elektrolizės procesą, t.y. pirminių galvaninio akumuliatoriaus savybių atkūrimas. Akumuliatoriaus katodui turi būti taikomas neigiamas krūvis, o anodo - teigiamas, tada baterija bus įkraunama.

Taigi atsakymas į klausimą, kaip nustatyti katodą ir anodą galvaniniame elemente, priklauso nuo to, ar jis kraunasi, ar tarnauja kaip elektros srovės šaltinis.

Išvada

Apibendrinant visa tai, kas išdėstyta pirmiau, katodas -tai yra elektrodas, prie kurio atsiranda elektronų perteklius, o anodas yra elektrodas, prie kurio atsiranda elektronų trūkumas. Bet pliusą ar minusą tam tikrame elektros grandinės elemento elektrode lemia elektros srovės tekėjimo kryptis.