- Електрохімія і гальваніка
- Процес електролізу або зарядки акумулятора
- Гальванотехніка
- В електроніці
- висновок
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Серед термінів в електриці зустрічаються такі поняття як анод і катод. Це стосується джерел живлення, гальваніки, хімії та фізики. Термін зустрічається також у вакуумній і напівпровідниковій електроніці. Їм позначають висновки або контакти пристроїв і яким електричним знаком вони володіють. У цій статті ми розповімо, що це таке анод і катод, а також як визначити де вони знаходяться в електролізері, діод і у батарейки, що з них плюс, а що мінус.Електрохімія і гальваніка
В електрохімії є два основні розділи:
- Гальванічні елементи - виробництво електрики за рахунок хімічної реакції. До таких елементів відносяться батарейки та акумулятори. Їх часто називають хімічними джерелами струму.
- Електроліз - вплив на хімічну реакцію електроенергією, простими словами - за допомогою джерела живлення запускається якась реакція.
Розглянемо окислювально-відновну реакцію в гальванічному елементі, тоді які процеси протікають на його електродах?
- Анод - електрод на якому спостерігається окислювальна реакція, тобто він віддає електрони. Електрод, на якому відбувається окислювальна реакція - називається відновником.
- Катод - електрод на якому протікає відновна реакція, тобто він приймає електрони. Електрод, на якому відбувається відновна реакція - називається окислювачем.
Звідси виникає питання - де плюс, а де мінус у батарейки? Виходячи з визначення, у гальванічного елемента анод віддає електрони.
Важливо! У ГОСТ 15596-82 дано офіційне визначення назв висновків хімічних джерел струму, якщо коротко, то плюс на катоді, а мінус на аноді.
В даному випадку розглядається перебіг електричного струму по провіднику зовнішньої ланцюга від окислювача (катода) до відновників (анода). Так як електрони в ланцюзі течуть від мінуса до плюса, а електричний струм навпаки, тоді катод - це плюс, а анод - це мінус.
Увага: ток завжди втікає в анод!
Або те ж саме на схемі:
Процес електролізу або зарядки акумулятора
Ці процеси схожі і протилежні гальванічного елемента, оскільки тут не енергія надходить за рахунок хімічної реакції, а навпаки - хімічна реакція відбувається за рахунок зовнішнього джерела електрики.
В цьому випадку плюс джерела живлення все також називається катодом, а мінус анодом. Зате контакти заряджається гальванічного елемента або електроди електролізера вже будуть носити протилежні назви, давайте розберемося чому!
Важливо! При розряді гальванічного елемента анод - мінус, катод - плюс, при зарядці навпаки.
Так як струм від плюсового виведення джерела живлення надходить на плюсової висновок акумулятора - останній вже не може бути катодом. Посилаючись на вищесказане можна зробити висновок, що в цьому випадку електроди акумулятора при зарядці умовно міняються місцями.
Тоді через електрод заряджається гальванічного елемента, в який втікає електричний струм, називають анодом. Виходить, що при зарядці у акумулятора плюс стає анодом, а мінус катодом.
Гальванотехніка
Процеси осадження металів в результаті хімічної реакції під впливом електричного струму (при електролізі) називають гальванотехніка. Таким чином світ отримав посріблені, золочені, хромовані або покриті іншими металами прикраси і деталі. Цей процес використовують як в декоративних, так і в прикладних цілях - для поліпшення стійкості до корозії різних вузлів і агрегатів механізмів.
Принцип дії установок для нанесення гальванічного покриття лежить в використанні розчинів солей елементів, якими будуть покривати деталь, як електроліту.
У гальваніки анод також є електродом, до якого підключаються плюсової висновок джерела живлення, відповідно катод в цьому випадку - це мінус. При цьому метал осідає (відновлюється) на мінусовому електроді (реакція відновлення). Тобто якщо ви хочете зробити позолочене кільце своїми руками - підключіть до нього мінусовій висновок блоку живлення і помістіть в ємність з відповідним розчином.
В електроніці
Електроди або ніжки напівпровідникових і вакуумних електронних приладів теж часто називають анодом і катодом. Розглянемо умовне графічне позначення напівпровідникового діода на схемі:
Як ми бачимо, анод у діода підключається до плюса батареї. Він так називається з тієї ж причини - в цей висновок у діода в будь-якому випадку втікає струм. На реальному елементі на катоді є маркування у вигляді смуги або точки.
У світлодіода аналогічно. На 5 мм світлодіодах нутрощі видно через колбу. Та половина, що більше - це катод.
Також є ситуація і з тиристором, призначення висновків і «однополярної» застосування цих триногу компонентів роблять його керованим діодом:
У вакуумного діода анод теж підключається до плюса, а катод до мінуса, що зображено на схемі нижче. Хоча при додатку зворотного напруги - назви цих елементів не зміняться, незважаючи на перебіг електричного струму в зворотному напрямку, нехай і незначного.
З пасивними елементами, такими як конденсатори і резистори інша справа. У резистора не виділяють окремо катод і анод, струм в ньому може протікати в будь-якому напрямку. Ви можете дати будь-які назви його висновків, в залежності від ситуації і розглянутої схеми. У звичайних полярних конденсаторів також. Рідше такий поділ за назвами контактів спостерігається в електролітичних конденсаторах.
висновок
Отже, підіб'ємо підсумки, відповівши на питання: як запам'ятати де плюс, де мінус у катода з анодом? Є зручне мнемонічне правило для електролізу, заряду акумуляторів, гальваніки і напівпровідникових приладів. У цих слів з аналогічними назвами однакову кількість літер, що проілюстровано нижче:
У всіх перерахованих випадках струм випливає з катода, а втікає в анод.
Нехай вас не зіб'є з толку плутанина: «чому у акумулятора катод позитивний, а коли його заряджають - він стає негативним?». Пам'ятаєте у всіх елементів електроніки, а також електролізерів і в гальваніки - в загальному у всіх споживачів енергії анодом називають висновок, що підключається до плюса. На цьому відмінності закінчуються, тепер вам простіше розібратися що плюс, що мінус між висновками елементів і пристроїв.
Наостанок рекомендуємо переглянути корисне відео по темі статті:
Тепер ви знаєте, що таке анод і катод, а також як запам'ятати їх досить швидко. Сподіваємося, надана інформація була для вас корисною і цікавою!
Матеріали по темі:
- Чим відрізняється змінний струм від постійного
- Фазна і лінійна напруга в мережі
- Як зарядити батарею в домашніх умовах