Катод і анод - єдність і боротьба протилежностей

Катод та анод – це дві складові одногопроцесу: протікання електричного струму Усі матеріали можна поділити на два типи – це провідники, у структурі яких великий надлишок вільних електронів, та діелектрики (у них вільних електронів практично немає).

Концепція електричного струму

Електричний струм – це впорядковане переміщеннязаряджених елементарних частинок у структурі речовини під впливом електромагнітної напруги. Якщо прикласти до провідника постійну напругу, то вільні електрони, що мають негативний заряд, почнуть упорядковано рухатися у бік анода (позитивно зарядженого електрода) від катода (негативно зарядженого електрода). Так само, відповідно, тектиме у зворотному напрямку. А катод та анод – це два електроди, між якими утворився перепад (різниця) електромагнітної напруги.

Провідники та діелектрики

Провідники та діелектрики можуть бути твердими,рідкими та газоподібними речовинами. Це для протікання електричного струму зовсім не важливо. При тривалому додатку електромагнітного напрузі до матеріалу на катоді утворюватиметься надлишок електронів, але в аноді – його недостача. Якщо напруга додається досить довго, то з структури матеріалу, з якого зроблено анод, будуть вириватися пов'язані електрони разом з атомами, а сам матеріал почне вступати в хімічну реакцію з активними хімічно речовинами з навколишнього середовища. Такий процес називається електролізу.

електроліз

Катод та анод в електрохімії є двомаполюсами прикладеного до сольових розчинів або розплавів постійної електромагнітної напруги. У разі струму від надлишку електронів анод починає руйнуватися, тобто. самі позитивно заряджені атоми речовини потраплятимуть у соляний розчин (навколишнє середовище) і переноситися на катод, де осідати в очищеному вигляді. Цей процес називається гальванічного. За допомогою гальваніки покривають тонким шаром цинку, міді, золота, срібла та інших металів різноманітні вироби.

Що таке катод та які завдання, які вінвиконує в електролізі? Це можна зрозуміти при виконанні наступних дій: якщо зробити анод із бронзи або олова, то на катоді вийде друкована плата, покрита тонким шаром міді або олова (використовується в радіоелектронній промисловості). Цим же способом одержують позолочені ювелірні прикраси, обмежені і навіть позолочені алюмінієві наконечники для електротехніки з метою підвищення електропровідності.

Відповіді на питання про те, що таке анод та катод,при електролізі очевидні: анод у результаті протікання постійного струму через соляний розчин руйнується, а катод приймає він анодний матеріал. Навіть такий термін виник у середовищі гальваніків – «анодування катода». Фізичного сенсу не несе, але фактичну суть питання відображає прекрасно.

напівпровідники

Напівпровідники являють собою матеріали,які у структурі немає вільних електронів, а атомні тримаються у своїх місцях погано. Якщо такий матеріал у рідкому або газоподібному стані помістити в магнітне поле, а потім дати йому затвердіти, то вийде електрично структурований напівпровідник, який пропускатиме струм тільки в один бік.

З цього матеріалу, використовуючи вищезгадану властивість, роблять діоди. Вони бувають двох видів:

а) з "p-n-p" провідністю;

б) з "n-p-n" провідністю.

Насправді ця тонкість структури діодівзначення не має. Важливо правильно підключити до електричної схеми діод. Де анод, де катод – питання, яким багато хто спантеличений. На діоді є спеціальні позначення: або А та К, або + і –. Діод можна підключити лише двома способами до електричної схеми постійного струму. В одному випадку справний діод проводитиме струм, а в іншому – не буде. Тому необхідно взяти прилад, на якому відомо, де катод, а де анод, і підключити його до діода. Якщо пристрій покаже наявність струму, то діод правильно підключений. Значить, катод приладу та катод діода, а також анод приладу та анод діода збіглися. Інакше необхідно змінити з'єднання місцями.

1. Якщо діод не пропускає струм в обидві сторони, він перегорів, ремонту не підлягає.

2. Якщо навпаки, пропускає, він пробитий. Його потрібно викинути.

Перевіряються діоди тестерами та пробниками. У діодах катод і анод жорстко прив'язані до їхнього матеріального виконання на відміну від гальванічних джерел живлення (акумуляторів, батарей тощо).

Катодом у напівпровідникових елементах (діодах)Електричною схемою є електрод (ніжка), з якого виходить позитивний (+) потенціал. Через схему він пов'язаний із негативним потенціалом джерела живлення. Отже, струм у напівпровіднику діода протікає у напрямку від анода до катода. На електричних схемах цей процес символічно позначається.

Якщо діод однією ніжкою (електродом) підключити дозмінному напрузі, то на другому електроді ми отримаємо позитивну або негативну напівсинусоїду. Якщо з'єднати два діоди в міст, то спостерігатимемо випрямлений електричний практично постійний струм.

Гальванічні джерела постійного струму – акумулятори (батареї)

Катод та анод у цих виробах змінюються місцями уЗалежно від напрямку протікання електричного струму, тому що в одному випадку до них напруга не приходить, а вони самі за рахунок хімічної реакції є джерелами постійного струму. Тут негативним електродом буде анод, а позитивним – катод. В іншому випадку в акумуляторі відбувається звичайний процес електролізу.

Коли акумулятор розрядився і хімічнареакція, яка була джерелом електричного струму, припинилася, його необхідно зарядити за допомогою зовнішнього джерела живлення. Отже, ми запускаємо процес електролізу, тобто. відновлення початкових властивостей гальванічної батареї На катод акумулятора необхідно додати негативний заряд, а на анод – позитивний, тоді батарея буде заряджатися.

Таким чином, відповідь на питання про те, як визначити катод та анод у гальванічному елементі, залежить від того, заряджається він чи служить джерелом живлення електричним струмом.

висновок

Як підсумовування всього вищесказаного, катод -це електрод, у якому з'являється надлишок електронів, а анод – це електрод, у якому з'являється нестача електронів. Але плюс або мінус на конкретному електроді елемента електричної схеми визначається напрямом перебігу електричного струму.