Wer in der praktischen Elektronik tätig ist, muss über Anode und Kathode der Stromversorgung Bescheid wissen. Wie und wie heißt es? Warum genau? Das Thema wird nicht nur aus Sicht des Amateurfunks, sondern auch aus der Chemie vertieft. Die beliebteste Erklärung ist, dass die Anode die positive Elektrode und die Kathode die negative ist. Leider ist dies nicht immer wahr und unvollständig. Um Anode und Kathode bestimmen zu können, müssen Sie eine theoretische Grundlage haben und wissen, was und wie. Schauen wir uns das im Rahmen des Artikels an.
Anode
Wenden wir uns GOST 15596-82 zu, das sich mit chemischen Stromquellen befasst. Wir interessieren uns für die auf der dritten Seite veröffentlichten Informationen. Die Anode ist laut GOST die negative Elektrode einer chemischen Stromquelle. Das ist es! Warum genau? Tatsache ist, dass dadurch der elektrische Strom vom externen Stromkreis in die Quelle selbst gelangt. Wie Sie sehen, ist nicht alles so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint. Es ist ratsam, die im Artikel präsentierten Bilder sorgfältig zu prüfen, wenn der Inh alt zu kompliziert erscheint - sie helfen Ihnen zu verstehen, was der Autor Ihnen vermitteln möchte.
Kathode
Wir wenden uns an denselben GOST 15596-82. positive ElektrodeEine chemische Stromquelle ist eine Stromquelle, von der sie bei Entladung in einen externen Stromkreis eintritt. Wie Sie sehen können, betrachten die in GOST 15596-82 enth altenen Daten die Situation aus einer anderen Perspektive. Daher muss man sehr vorsichtig sein, wenn man sich mit anderen über bestimmte Konstruktionen berät.
Die Entstehung von Begriffen
Sie wurden von Faraday im Januar 1834 eingeführt, um Mehrdeutigkeiten zu vermeiden und eine größere Genauigkeit zu erreichen. Er bot auch seine eigene Version des Auswendiglernens am Beispiel der Sonne an. Seine Anode ist also Sonnenaufgang. Die Sonne geht auf (Strom tritt ein). Die Kathode ist der Eingang. Die Sonne geht unter (der Strom geht aus).
Beispiel für Röhre und Diode
Wir verstehen weiterhin, was verwendet wird, um was zu bezeichnen. Angenommen, wir haben einen dieser Energieverbraucher im offenen Zustand (in direkter Verbindung). Vom externen Stromkreis der Diode gelangt also ein elektrischer Strom durch die Anode in das Element. Aber lassen Sie sich durch diese Erklärung nicht mit der Richtung der Elektronen verwirren. Durch die Kathode fließt ein elektrischer Strom aus dem verbrauchten Element in den äußeren Stromkreis. Die Situation, die sich jetzt entwickelt hat, erinnert an Fälle, in denen Menschen ein umgekehrtes Bild betrachten. Wenn diese Bezeichnungen komplex sind, denken Sie daran, dass nur Chemiker sie so verstehen müssen. Machen wir jetzt das Gegenteil. Es ist ersichtlich, dass Halbleiterdioden praktisch keinen Strom leiten. Die einzige mögliche Ausnahme ist hier die umgekehrte Zerlegung von Elementen. Und Elektrovakuumdioden (Kenotrons,Radioröhren) leiten überhaupt keinen Rückstrom. Daher wird (bedingt) davon ausgegangen, dass er sie nicht durchläuft. Daher erfüllen die Anoden- und Kathodenanschlüsse der Diode formal nicht ihre Funktionen.
Warum gibt es Verwirrung?
Speziell, um das Lernen und die praktische Anwendung zu erleichtern, wurde entschieden, dass sich die Diodenelemente der Pin-Namen nicht in Abhängigkeit von ihrem Sch altschema ändern, und sie werden an die physischen Pins "angehängt". Dies gilt jedoch nicht für Batterien. Bei Halbleiterdioden hängt also alles von der Art der Leitfähigkeit des Kristalls ab. Bei Vakuumröhren hängt diese Frage mit der Elektrode zusammen, die am Ort des Filaments Elektronen abgibt. Natürlich gibt es hier gewisse Nuancen: Beispielsweise kann ein Rückstrom durch Halbleiterbauelemente wie einen Suppressor und eine Zenerdiode fließen, aber hier gibt es eine Besonderheit, die den Rahmen des Artikels eindeutig sprengen würde.
Umgang mit der elektrischen Batterie
Dies ist ein wirklich klassisches Beispiel einer erneuerbaren chemischen Stromquelle. Der Akku befindet sich in einem von zwei Modi: Laden / Entladen. In beiden Fällen gibt es eine unterschiedliche Richtung des elektrischen Stroms. Beachten Sie jedoch, dass sich die Polarität der Elektroden nicht ändert. Und sie können in verschiedenen Rollen agieren:
- Während des Ladevorgangs erhält die positive Elektrode elektrischen Strom und ist die Anode, während die negative Elektrode diesen abgibt und als Kathode bezeichnet wird.
- Wenn es keine Bewegung gibt, hat es keinen Sinn, darüber zu sprechen.
- WährendEntladung, die positive Elektrode gibt den elektrischen Strom ab und ist die Kathode, während die negative Elektrode empfängt und als Anode bezeichnet wird.
Lassen Sie uns ein Wort über Elektrochemie sagen
Hier werden leicht unterschiedliche Definitionen verwendet. Somit wird die Anode als Elektrode angesehen, an der oxidative Prozesse stattfinden. Und wenn Sie sich an den Schulchemiekurs erinnern, können Sie beantworten, was im anderen Teil passiert? Die Elektrode, an der die Reduktionsprozesse stattfinden, wird als Kathode bezeichnet. Aber es gibt keinen Hinweis auf elektronische Geräte. Schauen wir uns an, welchen Wert Redoxreaktionen für uns haben:
- Oxidation. Es gibt einen Prozess des Rückstoßes eines Elektrons durch ein Teilchen. Das neutrale wird zu einem positiven Ion und das negative wird neutralisiert.
- Wiederherstellung. Es gibt einen Prozess, bei dem ein Elektron durch ein Teilchen erh alten wird. Ein positives Ion wird zu einem neutralen Ion und bei Wiederholung zu einem negativen.
- Beide Prozesse sind miteinander verbunden (z. B. ist die Anzahl der abgegebenen Elektronen gleich der Anzahl der hinzugefügten).
Faraday führte auch Namen für die Elemente ein, die an chemischen Reaktionen beteiligt sind:
- Kationen. So werden positiv geladene Ionen bezeichnet, die sich in der Elektrolytlösung zum Minuspol (Kathode) bewegen.
- Anionen. So werden negativ geladene Ionen bezeichnet, die sich in der Elektrolytlösung zum Pluspol (Anode) bewegen.
Wie laufen chemische Reaktionen ab?
Oxidation und ReduktionHalbreaktionen sind räumlich getrennt. Der Übergang von Elektronen zwischen der Kathode und der Anode erfolgt nicht direkt, sondern aufgrund des Leiters des externen Stromkreises, auf dem ein elektrischer Strom erzeugt wird. Hier kann man die gegenseitige Umwandlung elektrischer und chemischer Energieformen beobachten. Daher ist es notwendig, Metall zu verwenden, um einen externen Stromkreis des Systems aus Leitern verschiedener Art (die die Elektroden im Elektrolyten sind) zu bilden. Sie sehen, die Spannung zwischen Anode und Kathode existiert sowie eine Nuance. Und wenn es kein Element gäbe, das sie daran hindert, den notwendigen Prozess direkt auszuführen, wäre der Wert der chemischen Stromquellen sehr gering. Aufgrund der Tatsache, dass die Ladung dieses Schema durchlaufen muss, wurde das Gerät zusammengebaut und funktioniert.
Was ist was: Schritt 1
Lassen Sie uns jetzt definieren, was was ist. Nehmen wir eine galvanische Zelle von Jacobi-Daniel. Einerseits besteht es aus einer Zinkelektrode, die in eine Lösung aus Zinksulfat getaucht wird. Dann kommt die poröse Trennwand. Und auf der anderen Seite befindet sich eine Kupferelektrode, die sich in einer Lösung aus Kupfersulfat befindet. Sie stehen miteinander in Kontakt, aber die chemischen Eigenschaften und die Trennwand erlauben keine Vermischung.
Schritt 2: Verarbeitung
Zink wird oxidiert und Elektronen bewegen sich entlang des äußeren Stromkreises zu Kupfer. Es stellt sich also heraus, dass die galvanische Zelle eine negativ geladene Anode und eine positive Kathode hat. Darüber hinaus kann dieser Prozess nur in Fällen ablaufen, in denen die Elektronen irgendwo "hingehen" müssen. Der Punkt ist, direkt zu gehenvon einer Elektrode zur anderen verhindert das Vorhandensein einer "Isolation".
Schritt 3: Elektrolyse
Sehen wir uns den Prozess der Elektrolyse an. Die Einrichtung für seinen Durchgang ist ein Gefäß, in dem sich eine Lösung oder eine Elektrolytschmelze befindet. Darin werden zwei Elektroden abgesenkt. Sie sind an eine Gleichstromquelle angeschlossen. Die Anode ist in diesem Fall die Elektrode, die mit dem Pluspol verbunden ist. Hier findet die Oxidation statt. Die negativ geladene Elektrode ist die Kathode. Hier findet die Reduktionsreaktion statt.
Schritt 4: Endlich
Deshalb muss bei diesen Begriffen immer berücksichtigt werden, dass die Anode nicht in 100% der Fälle als negative Elektrode verwendet wird. Außerdem kann die Kathode periodisch ihre positive Ladung verlieren. Es hängt alles davon ab, welcher Prozess an der Elektrode stattfindet: reduktiv oder oxidativ.
Schlussfolgerung
So ist alles - nicht sehr schwierig, aber man kann nicht sagen, dass es einfach ist. Wir haben die galvanische Zelle, Anode und Kathode aus Sicht der Sch altung untersucht, und jetzt sollten Sie keine Probleme haben, Netzteile mit Betriebszeit anzuschließen. Und schließlich müssen Sie einige weitere wertvolle Informationen für Sie hinterlassen. Man muss immer den Unterschied berücksichtigen, den das Kathodenpotential / Anodenpotential hat. Die Sache ist, die erste wird immer ein bisschen groß sein. Dies liegt daran, dass der Wirkungsgrad bei einem Indikator von 100% nicht funktioniert und ein Teil der Ladungen abgeführt wird. Aus diesem Grund können Sie sehen, dass Batterien eine begrenzte Anzahl von Ladevorgängen habenEntlastung.
