Катод это плюс или минус: что это такое, как их определить, применение

Катоды. Что такое анод и катод — простое объяснение

Катод – это электрод устройства, который подключен к отрицательному полюсу источнику тока. Анод – противоположность ему. Это электрод прибора, подключенный к положительному полюсу источника тока.

Обратите внимание! Чтобы легче запомнить разницу между ними, используют шпаргалку. В словах «катод»-«минус», «анод»-«плюс» одинаковое число букв.

Применение в электрохимии

В этом разделе химии катод – это отрицательно заряженный электрический проводник (электрод), притягивающий к себе положительно заряженные ионы (катионы) во время процессов окисления и восстановления.

Электролитическое рафинирование – это электролиз сплавов и водных растворов. Большинство цветных металлов подвергаются такой очистке. При помощи электролитической очистки получается металл с высокой чистотой. Так, степень чистоты меди после рафинирования достигает 99,99%.

На положительном электрическом проводнике во время рафинирования или очистки проходит электролитический процесс.

Во время него металл с примесями помещают в электролизер и делают анодом. Такие процессы проводятся при помощи внешнего источника электрической энергии и называются реакциями электролиза. Осуществляются в электролизерах. Он выполняет функцию электронасоса, нагнетающего отрицательно заряженные частицы (электроны) в отрицательный проводник и удаляющего его из анода. Откуда исходит ток, неважно.

На катоде очищается металл от посторонних примесей. Простой катод изготавливается из вольфрама, иногда – из тантала. Достоинством вольфрамового отрицательного электрода является стойкость его изготовления. Из недостатков – имеет низкую эффективность и неэкономичность. Сложные катоды имеют разное устройство. У многих таких типов проводников на чистый металл сверху наносится специальный слой, который активирует получение большей производительности при относительно низких температурах. Они очень экономичны. Их недостаток состоит в небольшой устойчивости производительности.

Готовый чистый металл тоже называется катодом. Например, цинковый или платиновый катод. На производстве отрицательный проводник отделяют от катодной основы при помощи катодосдирочных машин.

При удалении отрицательно заряженных частиц из электрического проводника на нем создается анод, а при нагнетании отрицательно заряженных частиц на электрический проводник – катод. При электролизе очищаемого металла его положительные ионы притягивают к себе отрицательно заряженные частицы на отрицательном проводнике, и происходит восстановительный процесс. Чаще всего используют такие аноды:

  • цинковые;
  • кадмиевые;
  • медные;
  • никелевые;
  • оловянные;
  • золотые;
  • серебряные;
  • платиновые.

Чаще всего на производстве используют цинковые аноды. Они бывают:

  • катанные;
  • литые;
  • сферические.

Больше всего применяют катанные цинковые аноды. Еще используют никелевые и медные. А вот кадмиевые почти не используются из-за их токсичности для экологии. Бронзовые и оловянные аноды применяют при изготовлении радиоэлектронных печатных плат.

Гальванизация (гальваностегия) – процесс нанесения тонкого слоя металла на другой предмет с целью предотвращения коррозии изделия, окисления контактов в электронике, износостойкости, декорации. Суть процесса такая же, как при рафинировании.

Цинк и олово используют для повышения стойкости изделия при коррозии. Цинкование бывает холодным, горячим, гальваническим, газотермическим и термодиффузионным. Золото используют в основном в защитно-декоративных целях. Серебро повышает стойкость контактов электроприборов к окислению. Хром – для увеличения износостойкости и защиты от коррозии. Хромирование придает изделиям красивый и дорогой вид. Используется для нанесения на ручки, краны, колесные диски и т.д. Процесс хромирования токсичен, поэтому строго регламентируется законодательством разных стран. Ниже на картинке представлен метод гальванизации при помощи никеля.

Применение в вакуумных электронных приборах

Здесь катод выступает источником свободных электродов. Они образуются в ходе их выбивания из металла при высоких температурах. Положительно заряженный электрод притягивает электроны, выпущенные отрицательным проводником. В разных аппаратах он в разной степени собирает их в себя. В электронных трубках он полностью притягивает отрицательно заряженные частицы, а в электронно-лучевых приборах – частично, формируя в завершении процесса электронный луч.

Изучение таких отраслей, как электрохимия и цветная металлургия, невозможно без понимания в полной мере терминов катод и анод. В то же время эти термины являются неотъемлемой частью вакуумных и полупроводниковых электронных приборов.

Катод и анод в электрохимии

Под электрохимией следует понимать раздел физической химии, изучающий химические процессы, вызываемые воздействием электрического тока, а также электрические явления, вызываемые химическими процессами.

Существует два основных вида электрохимических операций:

  • Процедура преобразования электрического воздействия в химическую реакцию, называемая электролизом;
  • Процедура преобразования химической реакции в электрический ток, называемая гальваническим процессом.

В электрохимии под терминами анод и катод понимают следующее:

  1. Электрод, на котором проходит окислительная реакция, называется анодом;
  2. Электрод, на котором осуществляется процедура восстановления, называется катодом.

Под процессами окисления стоит понимать процедуру, при которой частица отдает электроны. Восстановительный процесс подразумевает процедуру принятия электронов частицей. Соответственно, частицы, которые отдают электроны, именуются «восстановителями», и они подвержены окислению. Частицы, которые принимают электроны, именуются «окислителями», они восстанавливаются.

Цветная металлургия широко использует процесс электролиза для выделения металлов из добытых руд и дальнейшей очистки. В процедуре электролиза применяются растворимые и нерастворимые аноды, а сами процессы называются электрорафинированием и электроэкстракцией, соответственно.

Катод в вакуумных приборах

Одной из разновидностей электровакуумных приборов является электронная лампа. Предназначение электроламп – регулирование потока электронов, дрейфующих в вакууме между другими электродами. Конструктивно электролампа выглядит как герметичный сосуд-баллон, с помещенными в середине мелкими металлическими выводами. Численность выводов зависит от вида радиолампы.

В составе любой радиолампы такие элементы:

  • Катод;
  • Анод;
  • Сетка.

Катодом электролампы подразумевается разогретый электрод, подключенный к «минусу» блока питания и испускающий электроны, будучи накаленным. Эти электроны движутся к аноду, подключенному к «плюсу». Процесс испускания электронов разогретым катодом называется термоэмиссией, а возникший при этом ток именуется током термоэмиссии.

Метод нагрева обуславливает разновидности катодов:

  • Катод прямого разогрева;
  • Катод непрямого разогрева.

Катодом непосредственного накала является прочный вольфрамовый проводник большого сопротивления. Прогревание катода проходит путем подвода к нему напряжения.

Важно! К особенностям электронных ламп непосредственного нагрева относятся быстрый запуск лампы в работу при меньшем потреблении мощности, хотя за счет срока службы. Поскольку питающий ток таких ламп является постоянным, то ограничено их применение в среде переменного тока.

Электролампы, у которых внутри катода, выполненного в виде цилиндра, размещена нагревающая нить, называются радиолампами косвенного нагрева.

Конструктивно анод выглядит в виде пластины либо коробочки, размещенной вокруг катода с сеткой и имеющей потенциал, обратный катоду. Дополнительные электроды, размещенные между анодом и катодом, называются сеткой и применяются для регулировки потока электронов.

Катод у полупроводниковых приборов

К полупроводниковым приборам относятся устройства, состоящие из вещества, удельное электрическое сопротивление которого больше сопротивления проводника, но меньше сопротивления диэлектрика. К особенностям таких приборов относится большая зависимость электропроводимости от концентрации добавок и влияния электрическим током. Свойства p-n перехода определяют принципы работы большей части полупроводниковых компонентов.

Наиболее простым представителем полупроводниковых компонентов является диод. Это элемент, имеющий два вывода и один p-n переход, отличительной особенностью которого выступает протекание тока в одном направлении.

Про анод и катод источника питания необходимо знать тем, кто занимается практической электроникой. Что и как называют? Почему именно так? Будет углублённое рассмотрение темы с точки зрения не только радиолюбительства, но и химии. Наиболее популярное объяснение звучит следующим образом: анод — это положительный электрод, а катод — отрицательный. Увы, это не всегда верно и неполно. Чтобы уметь определить анод и катод, необходимо иметь теоретическую базу и знать, что да как. Давайте рассмотрим это в рамках статьи.

Анод

Обратимся к ГОСТ 15596-82, который занимается химическими Нас интересует информация, размещённая на третьей странице. Согласно ГОСТу, отрицательным электродом является именно анод. Вот так да! А почему именно так? Дело в том, что именно через него электрический ток входит из внешней цепи в сам источник. Как видите, не всё так легко, как кажется на первый взгляд. Можно посоветовать внимательно рассматривать представленные в статье картинки, если содержимое кажется слишком сложным — они помогут понять, что же автор хочет вам донести.

Катод

Обращаемся всё к тому же ГОСТ 15596-82. Положительным электродом химического источника тока является тот, при разряде из которого он выходит во внешнюю цепь. Как видите, данные, содержащиеся в ГОСТ 15596-82, рассматривают ситуацию с другой позиции. Поэтому при консультировании с другими людьми насчет определённых конструкций необходимо быть очень осторожным.

Возникновение терминов

Их ввёл ещё Фарадей в январе 1834 года, чтобы избежать неясности и добиться большей точности. Он предлагал и свой вариант запоминания на примере с Солнцем. Так, у него анод — это восход. Солнце движется вверх (ток входит). Катод — это заход. Солнце движется вниз (ток выходит).

Пример радиолампы и диода

Продолжаем разбираться, что для обозначения чего используется. Допустим, один из данных потребителей энергии у нас имеется в открытом состоянии (в прямом включении). Так, из внешней цепи диода в элемент по аноду входит электрический ток. Но не путайтесь благодаря такому объяснению с направлением электронов. Через катод во внешнюю цепь из используемого элемента выходит электрический ток. Та ситуация, что сложилась сейчас, напоминает случаи, когда люди смотрят на перевёрнутую картину. Если данные обозначения сложные — помните, что разбираться в них таким образом обязательно исключительно химикам. А сейчас давайте сделаем обратное включение. Можно заметить, что полупроводниковые диоды практически не будут проводить ток. Единственное возможное здесь исключение — обратный пробой элементов. А электровакуумные диоды (кенотроны, радиолампы) вообще не будут проводить обратный ток. Поэтому и считается (условно), что он через них не идёт. Поэтому формально выводы анод и катод у диода не выполняют свои функции.

Почему существует путаница?

Специально, чтобы облегчить обучение и практическое применение, было решено, что диодные элементы названия выводов не будут менять зависимо от своей схемы включения, и они будут «прикреплены» к физическим выводам. Но это не относится к аккумуляторам. Так, у полупроводниковых диодов всё зависит от типа проводимости кристалла. В электронных лампах этот вопрос привязан к электроду, который эмитирует электроны в месте расположения нити накала. Конечно, тут есть определённые нюансы: так, через такие как супрессор и стабилитрон, может немного протекать обратный ток, но здесь существует специфика, явно выходящая за рамки статьи.

Разбираемся с электрическим аккумулятором

Это по-настоящему классический пример химического источника электрического тока, что является возобновляемым. Аккумулятор пребывает в одном из двух режимов: заряд/разряд. В обоих этих случаях будет разное направление электрического тока. Но обратите внимание, что полярность электродов при этом меняться не будет. И они могут выступать в разных ролях:

  1. Во время зарядки положительный электрод принимает электрический ток и является анодом, а отрицательный его отпускает и именуется катодом.
  2. При отсутствии движения о них разговор вести нет смысла.
  3. Во время разряда положительный электрод отпускает электрический ток и является катодом, а отрицательный принимает и именуется анодом.

Об электрохимии замолвим слово

Здесь используют немного другие определения. Так, анод рассматривается как электрод, где протекают окислительные процессы. И вспоминая школьный курс химии, можете ответить, что происходит в другой части? Электрод, на котором протекают восстановительные процессы, называется катодом. Но здесь нет привязки к электронным приборам. Давайте рассмотрим ценность окислительно-восстановительных реакций для нас:

  1. Окисление. Происходит процесс отдачи частицей электрона. Нейтральная превращается в положительный ион, а отрицательная нейтрализуется.
  2. Восстановление. Происходит процесс получения частицей электрона. Положительная превращается в нейтральный ион, а потом в отрицательный при повторении.
  3. Оба процесса являются взаимосвязанными (так, количество электронов, что отданы, равняется присоединённому их числу).

Также Фарадеем для обозначения были введены названия для элементов, что принимают участие в химических реакциях:

  1. Катионы. Так называются положительно заряженные ионы, что двигаются в в сторону отрицательного полюса (катода).
  2. Анионы. Так называются отрицательно заряженные ионы, что двигаются в растворе электролита в сторону положительного полюса (анода).

Как происходят химические реакции?

Окислительная и восстановительная полуреакции являются разделёнными в пространстве. Переход электронов между катодом и анодом осуществляется не непосредственно, а благодаря проводнику внешней цепи, на котором создаётся электрический ток. Здесь можно наблюдать взаимное превращение электрической и химической форм энергии. Поэтому для образования внешней цепи системы из проводников разного рода (коими являются электроды в электролите) и необходимо пользоваться металлом. Видите ли, напряжение между анодом и катодом существует, как и один нюанс. И если бы не было элемента, что мешает им напрямую произвести необходимый процесс, то ценность источников химического тока была бы весьма низка. А так, благодаря тому, что заряду необходимо пройтись по той схеме, была собрана и работает техника.

Что есть что: шаг 1

Теперь давайте будем определять, что есть что. Возьмём гальванический элемент Якоби-Даниэля. С одной стороны он состоит из цинкового электрода, который опущен в раствор сульфата цинка. Затем идёт пористая перегородка. И с другой стороны имеется медный электрод, который расположен в растворе Они соприкасаются между собой, но химические особенности и перегородка не дают смешаться.

Шаг 2: Процесс

Происходит окисление цинка, и электроны по внешней цепи двигаются к меди. Так получается, что гальванический элемент имеет анод, заряженный отрицательно, и катод — положительный. Причем данный процесс может протекать только в тех случаях, когда электронам есть куда «идти». Дело в том, что попасть напрямую от электрода к другому мешает наличие «изоляции».

Шаг 3: Электролиз

Давайте рассмотрим процесс электролиза. Установка для его прохождения является сосудом, в котором имеется раствор или расплав электролита. В него опущено два электрода. Они подключены к источнику постоянного тока. Анод в этом случае — это электрод, который подключен к положительному полюсу. Здесь происходит окисление. Отрицательно заряженный электрод — это катод. Здесь протекает реакция восстановления.

Шаг 4: Напоследок

Поэтому при оперировании данными понятиями всегда необходимо учитывать, что анод не в 100% случаев используется для обозначения отрицательного электрода. Также катод периодически может лишаться своего положительного заряда. Всё зависит от того, какой процесс на электроде протекает: восстановительный или окислительный.

Заключение

Вот таким всё и является — не очень сложно, но не скажешь, что и просто. Мы рассмотрели гальванический элемент, анод и катод с точки зрения схемы, и сейчас проблем с соединением источников питания с наработками у вас быть не должно. И напоследок нужно оставить ещё немного ценной для вас информации. Всегда приходится учитывать разницу, которую имеет анода. Дело в том, что первый всегда будет немного большим. Это из-за того, что коэффициент полезного действия не работает с показателем в 100 % и часть зарядов рассеивается. Именно из-за этого можно увидеть, что аккумуляторы имеют ограничение на количество раз заряда и разряда.

Химические реакции, сопровождающиеся переносом электронов () делятся на два типа: реакции, протекающие самопроизвольно и реакции, протекающие при прохождении тока через раствор или расплав .

Раствор или расплав электролита помещают в специальную емкость — электролитическую ванну .

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц — ионов, электронов и др. под действием внешнего электрического поля. Электрическое поле в растворе или расплаве электролита создают электроды .

Электроды — это, как правило, стержни из материала, проводящего электрический ток. Их помещают в раствор или расплав электролита , и подключают к электрической цепи с источником питания.

При этом отрицательно заряженный электрод катод — притягивает положительно заряженные ионы — катионы . Положительно заряженный электрод (анод ) притягивает отрицательно заряженные частицы (анионы ). Катод выступает в качестве восстановителя, а анод — в качестве окислителя.

Различают электролиз с активными и инертными электродами. Активные (растворимые) электроды подвергаются химическим превращениям в процессе электролиза. Обычно их изготавливают из меди, никеля и других металлов. Инертные (нерастворимые) электроды химическим превращениям не подвергаются. Их изготавливают из неактивных металлов, например, платины , или графита .

Электролиз растворов

Различают электролиз раствора или расплава химического вещества. В растворе присутствует дополнительное химическое вещество — вода , которая может принимать участие в окислительно-восстановительных реакциях.

Катодные процессы

В растворе солей катод притягивает катионы металлов. Катионы металлов могут выступать в качестве окислителей . Окислительные способности ионов металлов различаются. Для оценки окислительно-восстановительных способностей металлов применяют электро-химический ряд напряжений :

Каждый металл характеризуется значением электрохимического потен-циала. Чем меньше потенциал , тем больше восстановительные свойства металла и тем меньше окислительные свойства соответствующего иона этого металла. Разным ионам соответствуют разные значения этого потенциала. Электрохимический потенциал — относительная величина. Электрохимический потенциал водорода принят равным нулю.

Также около катода находятся молекулы воды Н 2 О . В составе воды есть окислитель — ион H + .

При электролизе растворов солей на катоде наблюдаются следующие закономерности:

1. Если металл в соли — активный (до Al 3+ включительно в ряду напряжений ), то вместо металла на катоде восстанавливается (разряжается) водород , т.к. потенциал водорода намного больше. Протекает процесс восстановления молекулярного водорода из воды, при этом образуются ионы OH — , среда возле катода — щелочная:

2H 2 O +2ē → H 2 + 2OH —

Например , при электролизе раствора хлорида натрия на катоде будет вос-станавливаться только водород из воды.

2. Если металл в соли – средней активности (между Al 3+ и Н +) , то на катоде восстанавливается (разряжается ) и металл , и водород , так как потенциал таких металлов сравним с потенциалом водорода:

Me n+ + nē → Me 0

Например , при электролизе раствора сульфата железа (II) на катоде будет восстанавливаться (разряжаться ) и железо, и водород:

Fe 2+ + 2ē → Fe 0

2H + 2 O +2ē → H 2 0 + 2OH —

3. Если металл в соли — неактивный (после водорода в ряду стандартных электрохимических металлов) , то ион такого металла является более сильным окислителем, чем ион водорода, и на катоде восстанавливается только металл:

Me n+ + nē → Me 0

Например, при электролизе раствора сульфата меди (II) на катоде будет восстанавливаться медь:

Cu 2+ + 2ē → Cu 0

4. Если на катод попадают катионы водорода H + , то они и восстанавливаются до молекулярного водорода:

2H + + 2ē → H 2 0

Анодные процессы

Положительно заряженный анод притягивает анионы и молекулы воды. Анод – окислитель. В качестве восстановителей выступаю либо анионы кислотных остаток, либо молекулы воды (за счет кислорода в степени окисления -2: H 2 O -2 ).

При электролизе растворов солей на аноде наблюдаются следующие закономерности:

1. Если на анод попадает бескислородный кислотный остаток , то он окисляется до свободного состояния (до степени окисления 0):

неМе n- – nē = неМе 0

Например : при электролизе раствора хлорида натрия на аноде окисляют-ся хлорид-ионы:

2Cl — – 2ē = Cl 2 0

Действительно, если вспомнить Периодический закон: при увеличении электроотрицательности неметалла его восстановительные свойства уменьшаются . А кислород – второй по величине электроотрицательности элемент. Таким образом, проще окислить практически любой неметалл, а не кислород. Правда, есть одно исключение . Наверное, вы уже догадались. Конечно же, это фтор. Ведь электроотрицательность фтора больше, чем у кислорода. Таким образом, при электролизе растворов фторидов окисляться будут именно молекулы воды, а не фторид-ионы :

2H 2 O -2 4ē → O 2 0 + 4H +

2. Если на анод попадает кислородсодержащий кислотный остаток, либо фторид-ион , то окислению подвергается вода с выделением молекулярно-го кислорода:

2H 2 O -2 4ē → O 2 0 + 4H +

3. Если на анод попадает гидроксид-ион, то он окисляется и происходит выделение молекулярного кислорода:

4 O -2 H – 4ē → O 2 0 + 2H 2 O

4. При электролизе растворов солей карбоновых кислот окислению под-вергается атом углерода карбоксильной группы, выделяется углекислый газ и соответствующий алкан.

Например , при электролизе растворов ацетатов выделяется углекислый газ и этан:

2CH 3 C +3 OO 2ē → 2C +4 O 2 + CH 3 -CH 3

Суммарные процессы электролиза

Рассмотрим электролиз растворов различных солей.

Например , электролиз раствора сульфата меди . На катоде восстанавли-ваются ионы меди:

Катод (–): Cu 2+ + 2ē → Cu 0

На аноде окисляются молекулы воды :

Анод (+): 2H 2 O -2 4ē → O 2 + 4H +

Сульфат-ионы в процессе не участвуют. Мы их запишем в итоговом урав-нении с ионами водорода в виде серной кислоты:

2 Cu 2+ SO 4 + 2H 2 O -2 → 2Cu 0 + 2H 2 SO 4 + O 2 0

Электролиз раствора хлорида натрия выглядит так:

На катоде восстанавливается водород :

Катод (–):

На аноде окисляются хлорид-ионы :

Анод (+): 2Cl 2ē → Cl 2 0

Ионы натрия в процессе электролиза не участвуют. Мы записываем их с гидроксид-анионами в суммарном уравнении электролиза раствора хло-рида натрия :

2H + 2 O +2NaCl – → H 2 0 + 2NaOH + Cl 2 0

Следующий пример карбоната калия.

На катоде восстанавливается водород из воды :

Катод (–): 2H + 2 O +2ē → H 2 0 + 2OH –

На аноде окисляются молекулы воды до молекулярного кислорода :

Анод (+): 2H 2 O -2 4ē → O 2 0 + 4H +

Таким образом, при

2H 2 + O -2 → 2H 2 0 + O 2 0

Еще один пример : электролиз водного раствора хлорида меди (II).

На катоде восстанавливается медь :

Катод (–): Cu 2+ + 2ē → Cu 0

На аноде окисляются хлорид-ионы до молекулярного хлора :

Анод (+): 2Cl 2ē → Cl 2 0

Таким образом, при электролизе раствора карбоната калия ионы калия и карбонат-ионы в процессе не участвуют. Происходит электролиз воды:

Cu 2+ Cl 2 – → Cu 0 + Cl 2 0

Еще несколько примеров: электролиз раствора гидроксида натрия.

На катоде восстанавливается водород из воды :

Катод (–): 2H + 2 O +2ē → H 2 0 + 2OH –

На аноде окисляются гидроксид-ионы до молекулярного кислорода :

Анод (+): 4 O -2 H – 4ē → O 2 0 + 2H 2 O

Таким образом, при электролизе раствора гидроксида натрия происходит разложение воды, катионы натрия в процессе не участвуют:

2H 2 + O -2 → 2H 2 0 + O 2 0

Электролиз расплавов

При электролизе расплава на аноде окисляются анионы кислотных остатков, а на катоде восстанавливаются катионы металлов. Молекул воды в системе нет.

Например: электролиз расплава хлорида натрия . На катоде восстанавли-ваются катионы натрия:

Катод (–): Na + + ē → Na 0

На аноде окисляются анионы хлора :

Анод (+): 2Cl 2ē → Cl 2 0

расплава хлорида натрия :

2Na + Cl → 2Na 0 + Cl 2 0

Еще один пример: электролиз расплава гидроксида натрия . На катоде восстанавливаются катионы натрия:

Катод (–): Na + + ē → Na 0

На аноде окисляются гидроксид-ионы :

Анод (+): 4OH 4ē → O 2 0 + 2H 2 O

Сумарное уравнение электролиза расплава гидроксида натрия :

4Na + OH → 4Na 0 + O 2 0 + 2H 2 O

Многие металлы получают в промышленности электролизом расплавов.

Например , алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия в расплаве криолита. Криолит – Na 3 плавится при более низкой температуре (1100 о С), чем оксид алюминия (2050 о С). А оксид алюминия отлично растворяется в расплавленном криолите.

В растворе криолите оксид алюминия диссоциирует на ионы:

Al 2 O 3 = Al 3+ + AlO 3 3-

На катоде восстанавливаются катионы алюминия:

Катод (–): Al 3+ + 3ē → Al 0

На аноде окисляются алюминат-ионы :

Анод (+): 4AlO 3 3 12ē → 2Al 2 O 3 + 3O 2 0

Общее уравнение электролиза раствора оксида алюминия в расплаве криолита:

2Al 2 О 3 = 4Al 0 + 3О 2 0

В промышленности при электролизе оксида алюминия в качестве электродов используют графитовые стержни. При этом электроды частично окисляются (сгорают) в выделяющемся кислороде:

C 0 + О 2 0 = C +4 O 2 -2

Электролиз с растворимыми электродами

Если материал электродов выполнен из того же металла, который присут-ствует в растворе в виде соли, или из более активного металла, то на аноде разряжаются не молекулы воды или анионы, а окисляются частицы самого металла в составе электрода.

Например , рассмотрим электролиз раствора сульфата меди (II) с медными электродами.

На катоде разряжаются ионы меди из раствора:

Катод (–): Cu 2+ + 2ē → Cu 0

На аноде окисляются частицы меди из электрода :

Анод (+): Cu 0 2ē → Cu 2+

Среди терминов в электрике встречаются такие понятия как анод и катод. Это касается источников питания, гальваники, химии и физики. Термин встречается также в вакуумной и полупроводниковой электронике. Им обозначают выводы или контакты устройств и каким электрическим знаком они обладают. В этой статье мы расскажем, что это такое анод и катод, а также как определить где они находятся в электролизере, диоде и у батарейки, что из них плюс, а что минус.

Электрохимия и гальваника

В электрохимии есть два основных раздела:

  1. Гальванические элементы – производство электричества за счет химической реакции. К таким элементам относятся батарейки и аккумуляторы. Их часто называют химическими источниками тока.
  2. Электролиз – воздействие на химическую реакцию электроэнергией, простыми словами – с помощью источника питания запускается какая-то реакция.

Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию в гальваническом элементе, тогда какие процессы протекают на его электродах?

  • Анод – электрод на котором наблюдается окислительная реакция , то есть он отдаёт электроны . Электрод, на котором происходит окислительная реакция – называется восстановителем .
  • Катод – электрод на котором протекает восстановительная реакция , то есть он принимает электроны . Электрод, на котором происходит восстановительная реакция – называется окислителем .

Отсюда возникает вопрос – где плюс, а где минус у батарейки? Исходя из определения, у гальванического элемента анод отдаёт электроны .

Важно! В ГОСТ 15596-82 дано официальное определение названий выводов химических источников тока, если кратко, то плюс на катоде, а минус на аноде.

В данном случае рассматривается протекание электрического тока по проводнику внешней цепи от окислителя (катода) к восстановителю (аноду) . Так как электроны в цепи текут от минуса к плюсу, а электрический ток наоборот, тогда катод – это плюс, а анод – это минус.

Внимание: ток всегда втекает в анод!

Или то же самое на схеме:

Процесс электролиза или зарядки аккумулятора

Эти процессы похожи и обратны гальваническому элементу, поскольку здесь не энергия поступает за счет химической реакции, а наоборот – химическая реакция происходит за счет внешнего источника электричества.

В этом случае плюс источника питания всё также называется катодом, а минус анодом. Зато контакты заряжаемого гальванического элемента или электроды электролизера уже будут носить противоположные названия, давайте разберемся почему!

Важно! При разряде гальванического элемента анод – минус, катод – плюс, при зарядке наоборот.

Так как ток от плюсового вывода источника питания поступает на плюсовой вывод аккумулятора – последний уже не может быть катодом. Ссылаясь на вышесказанное можно сделать вывод, что в этом случае электроды аккумулятора при зарядке условно меняются местами.

Тогда через электрод заряжаемого гальванического элемента, в который втекает электрический ток, называют анодом. Получается, что при зарядке у аккумулятора плюс становится анодом, а минус катодом.

Процессы осаждения металлов в результате химической реакции под воздействием электрического тока (при электролизе) называют гальванотехникой. Таким образом мир получил посеребренные, золоченные, хромированные или покрытые другими металлами украшения и детали. Этот процесс используют как в декоративных, так и в прикладных целях – для улучшения стойкости к коррозии различных узлов и агрегатов механизмов.

Принцип действия установок для нанесения гальванического покрытия лежит в использовании растворов солей элементов, которыми будут покрывать деталь, в качестве электролита.

В гальванике анод также является электродом, к которому подключаются плюсовой вывод источника питания, соответственно катод в этом случае – это минус. При этом металл осаждается (восстанавливается) на минусовом электроде (реакция восстановления). То есть если вы хотите сделать позолоченное кольцо своими руками – подключите к нему минусовой вывод блока питания и поместите в ёмкость с соответствующим раствором.

В электронике

Электроды или ножки полупроводниковых и вакуумных электронных приборов тоже часто называют анодом и катодом. Рассмотрим условное графическое обозначение полупроводникового диода на схеме:

Как мы видим, анод у диода подключается к плюсу батареи. Он так называется по той же причине – в этот вывод у диода в любом случае втекает ток. На реальном элементе на катоде есть маркировка в виде полосы или точки.

У светодиода аналогично. На 5 мм светодиодах внутренности видны через колбу. Та половина, что больше — это катод.

Также обстоит ситуация и с тиристором, назначение выводов и «однополярное» применение этих трёхногих компонентов делают его управляемым диодом:

У вакуумного диода анод тоже подключается к плюсу, а катод к минусу, что изображено на схеме ниже. Хотя при приложении обратного напряжения – названия этих элементов не изменятся, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пусть и незначительного.

С пассивными элементами, такими как конденсаторы и резисторы дело обстоит иначе. У резистора не выделяют отдельно катод и анод, ток в нём может протекать в любом направлении. Вы можете дать любые названия его выводам, в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы. У обычных неполярных конденсаторов также. Реже такое разделение по названиям контактов наблюдается в электролитических конденсаторах.

Заключение

Итак, подведем итоги, ответив на вопрос: как запомнить где плюс, где минус у катода с анодом? Есть удобное мнемоническое правило для электролиза, заряда аккумуляторов, гальваники и полупроводниковых приборов. У этих слов с аналогичными названиями одинаковое количество букв, что проиллюстрировано ниже:

Во всех перечисленных случаях ток вытекает из катода, а втекает в анод.

Пусть вас не собьёт с толку путаница: «почему у аккумулятора катод положительный, а когда его заряжают – он становится отрицательным?». Помните у всех элементов электроники, а также электролизеров и в гальванике – в общем у всех потребителей энергии анодом называют вывод, подключаемый к плюсу. На этом отличия заканчиваются, теперь вам проще разобраться что плюс, что минус между выводами элементов и устройств.

Теперь вы знаете, что такое анод и катод, а также как запомнить их достаточно быстро. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Материалы

Что такое анод и катод, в чем их практическое применение

Анод и катод известны многим людям, даже тем, которые не связаны с электрикой или электроникой. Катод это электрод, имеющий отрицательный заряд, а анод заряжен положительно. Чтобы это легко и быстро запомнить, есть одно правило. В слове «катод» пять букв, также как и в слове «минус», а «анод» – четыре буквы, аналогично слову «плюс». Катоды и аноды используются для электролиза, в том числе для получения многих металлов, например алюминия. Они нашли широкое применения в современной промышленности, электроники и других сферах.

В статье будет подробно рассказано о том, что такое Анод и катод, а также для чего именно они нужны и какие физические законы за ними стоят. В качестве дополнения, настоящая статья имеет два ролика и статью, которую можно скачать по ссылке.

Анод и катод

Процессы, протекающие при электролизе

Электролиз получил широкое распространение в металлургии цветных металлов и в ряде химических производств. Такие металлы, как алюминий, цинк, магний, получают главным образом путем электролиза. Кроме того, электролиз используется для рафинирования (очистки) меди, никеля, свинца, а также для получения водорода, кислорода, хлора и ряда других химических веществ.

Сущность электролиза заключается в выделении из электролита при протекании через электролитическую ванну постоянного тока частиц вещества и осаждении их на погруженных в ванну электродах (электроэкстракция) или в переносе веществ с одного электрода через электролит на другой (электролитическое рафинирование). В обоих случаях цель процессов – получение возможно более чистых незагрязненных примесями веществ.

Любой электровакуумный прибор имеет электрод, предназначенный для испускания (эмиссии) электронов. Этот электрод называется катодом. Электрод, предназначенный для приема эмиттированных катодом электронов, называется анодом. На анод подают более высокий и положительный относительно катода потенциал.

В отличие от электронной электропроводности металлов в электролитах (растворах солей, кислот и оснований в воде и в некоторых других растворителях, а также в расплавленных соединениях) наблюдается ионная электропроводность. Электролиты являются проводниками второго рода. В этих растворах и расплавах имеет место электролитическая диссоциация – распад на положительно и отрицательно заряженные ионы.

Химия электролиза.

Если в сосуд с электролитом – электролизер поместить электроды, присоединенные к электрическому источнику энергии, то в нем начнет протекать ионный ток, причем положительно заряженные ионы – катионы будут двигаться к катоду (это в основном металлы и водород), а отрицательно заряженные ионы – анионы (хлор, кислород) – к аноду. У анода анионы отдают свой заряд и превращаются в нейтральные частицы, оседающие на электроде. У катода катионы отбирают электроны у электрода и также нейтрализуются, оседая на нем, причем выделяющиеся на электродах газы в виде пузырьков поднимаются кверху.

Электрический ток во внешней цепи представляет собой движение электронов от анода к катоду. При этом раствор обедняется, и для поддержания непрерывности процесса электролиза приходится его обогащать. Так осуществляют извлечение тех или иных веществ из электролита (электроэкстракцию). Если же анод может растворяться в электролите по мере обеднения последнего, то частицы его, растворяясь в электролите, приобретают положительный заряд и направляются к катоду, на котором осаждаются, тем самым осуществляется перенос материала с анода на катод. Так как при этом процесс ведут так, чтобы содержащиеся в металле анода примеси не переносились на катод, такой процесс называется электролитическим рафинированием.

Если электрод поместить в раствор с ионами того же вещества, из которого он изготовлен, то при некотором потенциале между электродом и раствором не происходит ни растворения электрода, ни осаждения на нем вещества из раствора.

Такой потенциал называется нормальным потенциалом вещества. Если на электрод подать более отрицательный потенциал, то на нем начнется выделение вещества (катодный процесс), если же более положительный, то начнется его растворение (анодный процесс). Значение нормальных потенциалов зависит от концентрации ионов и температуры. Принято считать нормальный потенциал водорода за нуль. В табл. 1 даны нормальные электродные потенциалы некоторых водных растворов веществ при +25° С.

Если в электролите имеются ионы разных металлов, то первыми на катоде выделяются ионы, имеющие меньший отрицательный нормальный потенциал (медь, серебро, свинец, никель), щелочноземельные металлы выделить труднее всего. Кроме того, в водных растворах всегда имеются ионы водорода, которые будут выделяться ранее, чем все металлы, имеющие отрицательный нормальный потенциал, поэтому при электролизе последних значительная или даже большая часть энергии затрачивается на выделение водорода.

Два разнополярных электрода

Путем специальных мер можно воспрепятствовать в известных пределах выделению водорода, однако металлы с нормальным потенциалом меньше 1 В (например, магний, алюминий, щелочноземельные металлы) получить электролизом из водного раствора не удается. Их получают разложением расплавленных солей этих металлов. Нормальные электродные потенциалы веществ являются минимальными, при них начинается процесс электролиза, практически требуются большие значения потенциала для развития процесса.

Разность между действительным потенциалом электрода при электролизе и нормальным для него потенциалом называют перенапряжением. Оно увеличивает потери энергии при электролизе. С другой стороны, увеличивая перенапряжение для ионов водорода, можно затруднить его выделение на катоде, что позволяет получить электролизом из водных растворов ряд таких более отрицательных по сравнению с водородом металлов, как свинец, олово, никель, кобальт, хром и даже цинк. Это достигается ведением процесса при повышенных плотностях тока на электродах, а также введением в электролит некоторых веществ.

Это интересно! Все о полупроводниковых диодах.

Течение катодных и анодных реакций при электролизе определяется следующими двумя законами Фарадея.

  • Масса вещества mэ, выделившегося при электролизе на катоде или перешедшего с анода в электролит, пропорциональна количеству прошедшего через электролит электричества Iτ: mэ = α/τ,здесь а – электрохимический эквивалент вещества, г/Кл.
  • Масса выделенного при электролизе вещества одним и тем же количеством электричества прямо пропорциональна атомной массе вещества А и обратно пропорциональна его валентности n: mэ= А / 96480n, здесь 96480 – число Фарадея, Кл х моль-1.

Таким образом, электрохимический эквивалент вещества α= А / 96480n представляет собой массу вещества в граммах, выделяемую единицей проходящего через электролитическую ванну количества электричества – кулоном (ампер-секундой).

Для меди А = 63,54, n =2, α =63,54/96480-2= 0,000329 г/Кл, для никеля α =0,000304 г/Кл, для цинка α=0,00034 г/Кл. В действительности масса выделившегося вещества всегда меньше указанной, что объясняется рядом побочных процессов, проходящих в ванне (например, выделением водорода на катоде), утечками тока и короткими замыканиями между электродами. Отношение массы фактически выделившегося вещества к массе его, которая должна была бы выделиться по закону Фарадея, носит название выхода вещества по току η1.

Следовательно, для реального процесса mэ = η1 х (А / 96480n) х It. Естественно, всегда η1<1. Выход по току существенно зависит от плотности тока на электроде. С увеличением плотности тока на электроде выход по току растет и повышается эффективность процесса.

Напряжение Uэл, которое необходимо подвести к электролизеру, состоит из: напряжения разложения Ер (разность потенциалов анодной и катодной реакций), суммы анодного и катодного перенапряжений падения напряжения в электролите Еп, падения напряжения в электролите Uэ = IRэп (Rэп – сопротивление электролита), падения напряжения в шинах, контактах, электродах Uс = I(Rш+Rк+Rэ). Получаем: Uэл = Ер + Еп + Uэ + Uс.

Устройство гальванической цепи.

Мощность, потребляемая при электролизе, равна: Рэл = IUэл = I(Ер + Еп + Uэ + Uс). Из этой мощности только первая составляющая расходуется на проведение реакций, остальные являются тепловыми потерями процесса. Лишь при электролизе расплавленных солей часть теплоты, выделяющейся в электролите IUэ, используется полезно, так как расходуется на расплавление загружаемых в электролизер солей.

Эффективность работы электролизной ванны, может быть оценена массой вещества в граммах, выделяемого на 1 Дж затраченной электроэнергии. Эта величина носит название выхода вещества по энергии.Ее можно найти по выражению qэ = (αη1)/Uэл100, здесь α – электрохимический эквивалент вещества, г/Кл, η1 – выход по току, Uэл – напряжение на электролизере, В.

Определение анода и катода

Для начала возьмем очень серьезный документ, который является ЗАКОНОМ для науки, техники и, конечно, школы. Это «ГОСТ 15596-82. ИСТОЧНИКИ ТОКА ХИМИЧЕСКИЕ. Термины и определения». Там на странице 3 можно прочесть следующее: «Отрицательный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является анодом». То же самое, «Положительный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является катодом». (Термины выделены мной. БХ). Но тексты правила и ГОСТа противоречат друг-другу. В чем же дело?

Материал по теме: Как подключить конденсатор

А всё дело в том, что, например, деталь, опущенная в электролит для никелирования или для электрохимического полирования, может быть и анодом и катодом в зависимости от того наносится на нее другой слой металла или, наоборот, снимается. Электрический аккумулятор является классическим примером возобновляемого химического источника электрического тока. Он может быть в двух режимах – зарядки и разрядки. Направление электрического тока в этих разных случаях будет в самом аккумуляторе прямо противоположным, хотя полярность электродов не меняется.

В зависимости от этого назначение электродов будет разным. При зарядке положительный электрод будет принимать электрический ток, а отрицательный отпускать. При разрядке – наоборот. При отсутствии движения электрического тока разговоры об аноде и катоде бессмысленны.

«Поэтому, во избежание неясности и неопределенности, а также ради большей точности, – записал в своих исследованиях М.Фарадей в январе 1834г., – я в дальнейшем предполагаю применять термины, определение которых сейчас дам».

Каковы же причины введения новых терминов в науку Фарадеем? А вот они: «Поверхности, у которых, согласно обычной терминологии, электрический ток входит в вещество и из него выходит, являются весьма важными местами действия и их необходимо отличать от полюсов». В те времена после открытия Т. Зеебеком явления термоэлектричества имела хождение гипотеза о том, что магнетизм Земли обусловлен разностью температур полюсов и экватора, вследствие чего возникают токи вдоль экватора. Она не подтвердилась, но послужила Фарадею в качестве «естественного указателя» при создании новых терминов. Магнетизм Земли имеет такую полярность, как если бы электрический ток шел вдоль экватора по направлению кажущегося движения солнца.

Обозначение анода и катода

Фарадей записывает: «На основании этого представления мы предлагаем назвать ту поверхность, которая направлена на восток – анодом, а ту, которая направлена на запад – катодом». В основе новых терминов лежал древнегреческий язык и в переводе они значили: анод – путь (солнца) вверх, катод – путь (солнца) вниз.

В русском языке есть прекрасные термины ВОСХОД и ЗАХОД, которые легко применить для данного случая, но почему-то переводчики Фарадея этого не сделали. Мы же рекомендуем пользоваться ими, ибо в них корнем слова является ХОД и, во всяком случае, это напомнит пользователю термина, что без движения тока термин не применим. Для желающего проверить рассуждения создателя термина с помощью других правил, например правила пробочника, сообщаем, что северный магнитный полюс Земли лежит в Антарктиде, возле Южного географического полюса.

Ошибкам в применениях терминов АНОД и КАТОД нет числа. В том числе и в зарубежных справочниках и энциклопедиях. Поэтому в электрохимии пользуются другими определениями, более понятными читателю. У них анод – это электрод, где протекают окислительные процессы, а катод – это электрод, где протекают восстановительные процессы. В этой терминологии нет места электронным приборам, но при электротехнической терминологии указать анод радиолампы, например, легко. В него входит электрический ток. (Не путать с направлением электронов).

Как работает батарейка.

Основные свойства катодов

Любой электровакуумный прибор имеет электрод, предназначенный для испускания (эмиссии) электронов. Этот электрод называется катодом. Электрод, предназначенный для приема эмиттированных катодом электронов, называется анодом. На анод подают более высокий и положительный относительно катода потенциал. Катод должен отдавать с единицы поверхности большой ток эмиссии при возможно низкой температуре нагрева и обладать большим сроком службы. Нагрев катода в электровакуумном приборе производится протекающим по нему током.

Такие термоэлектронные катоды разделяются на две основные группы:

  • катоды прямого накала,
  • катоды косвенного накала (подогревные).

Катоды прямого накала представляют собой металлическую нить, которая непосредственно разогревается током накала и служит для излучения электронов.Поверхность излучения катодов прямого накала невелика, поэтому от них нельзя получить большой ток эмиссии. Малая теплоемкость нити не позволяет использовать для нагрева переменный ток. Кроме того, при нагреве переменным током температура катода не постоянна во времени, а следовательно, меняется во времени и ток эмиссии.

Положительным свойством катода прямого накала является его экономичность, которая достигается благодаря малому количеству тепла, излучаемого в окружающую среду вследствие малой поверхности катода. Катоды прямого накала изготовляются из вольфрамовой и никелевой проволоки. Однако большая работа выхода (W = 4,2÷4,5 в) определяет высокую рабочую температуру катода, вследствие чего катод становится неэкономичным. Для повышения экономичности катода вольфрамовую или никелевую проволоку (керн) «активируют» — покрывают пленкой другого элемента. Такие катоды называются активированными.

Если на поверхность керна нанесена электроположительная пленка (пленка из цезия, тория или бария, имеющих меньшую работу выхода, чем материал керна), то происходит поляризация пленки: валентные электроны переходят в керн, и между положительно заряженной пленкой и керном возникает разность потенциалов, ускоряющая движение электрона при выходе его из керна.

Работа выхода катода с такой мономолекулярной электроположительной пленкой оказывается меньше работы выхода электрона как из основного металла, так и из металла пленки. При покрытии керна электроотрицательной пленкой, например кислородом, работа выхода катода увеличивается. Подогревные катоды выполняются в виде никелевых гильз, поверхность которых покрывается активным слоем металла, имеющим малую работу выхода. Внутри катода помещается подогреватель— вольфрамовая нить или спираль, подогрев которой может осуществляться как постоянным, так и переменным

Как работает гальванизация.

током.

 

Для изоляции подогревателя от гильзы внутренность последней покрывается алундом (Аl2O3). Подогревные катоды, благодаря их большой тепловой инерции, обычно питают переменным током, значительная поверхность гильзы обеспечивает большой эмиссионный ток. Подогревные катоды, однако, менее экономичны и разогреваются значительно дольше, чем катоды прямого накала.

Заключение

Рейтинг автора

Автор статьи

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Написано статей

Принцип работы анода и катода можно более подробно изучить из статьи Анод и катод в диодах.  Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте.

Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.electricalschool.infol

www.meanders.ru

www.electrik.info

www.elel.ru

www.kristallikov.net

www.obrazovaka.ru

Предыдущая

ТеорияЧто такое индуктивность

Следующая

ТеорияЗаконы Кирхгофа простыми словами: определение для электрической цепи

С положительным зарядом а катод. Электрохимия и гальваника

Среди терминов в электрике встречаются такие понятия как анод и катод. Это касается источников питания, гальваники, химии и физики. Термин встречается также в вакуумной и полупроводниковой электронике. Им обозначают выводы или контакты устройств и каким электрическим знаком они обладают. В этой статье мы расскажем, что это такое анод и катод, а также как определить где они находятся в электролизере, диоде и у батарейки, что из них плюс, а что минус.

Электрохимия и гальваника

В электрохимии есть два основных раздела:

  1. Гальванические элементы – производство электричества за счет химической реакции. К таким элементам относятся батарейки и аккумуляторы. Их часто называют химическими источниками тока.
  2. Электролиз – воздействие на химическую реакцию электроэнергией, простыми словами – с помощью источника питания запускается какая-то реакция.

Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию в гальваническом элементе, тогда какие процессы протекают на его электродах?

  • Анод – электрод на котором наблюдается окислительная реакция , то есть он отдаёт электроны . Электрод, на котором происходит окислительная реакция – называется восстановителем .
  • Катод – электрод на котором протекает восстановительная реакция , то есть он принимает электроны . Электрод, на котором происходит восстановительная реакция – называется окислителем .

Отсюда возникает вопрос – где плюс, а где минус у батарейки? Исходя из определения, у гальванического элемента анод отдаёт электроны .

Важно! В ГОСТ 15596-82 дано официальное определение названий выводов химических источников тока, если кратко, то плюс на катоде, а минус на аноде.

В данном случае рассматривается протекание электрического тока по проводнику внешней цепи от окислителя (катода) к восстановителю (аноду) . Так как электроны в цепи текут от минуса к плюсу, а электрический ток наоборот, тогда катод – это плюс, а анод – это минус.

Внимание: ток всегда втекает в анод!

Или то же самое на схеме:

Процесс электролиза или зарядки аккумулятора

Эти процессы похожи и обратны гальваническому элементу, поскольку здесь не энергия поступает за счет химической реакции, а наоборот – химическая реакция происходит за счет внешнего источника электричества.

В этом случае плюс источника питания всё также называется катодом, а минус анодом. Зато контакты заряжаемого гальванического элемента или электроды электролизера уже будут носить противоположные названия, давайте разберемся почему!

Важно! При разряде гальванического элемента анод – минус, катод – плюс, при зарядке наоборот.

Так как ток от плюсового вывода источника питания поступает на плюсовой вывод аккумулятора – последний уже не может быть катодом. Ссылаясь на вышесказанное можно сделать вывод, что в этом случае электроды аккумулятора при зарядке условно меняются местами.

Тогда через электрод заряжаемого гальванического элемента, в который втекает электрический ток, называют анодом. Получается, что при зарядке у аккумулятора плюс становится анодом, а минус катодом.

Процессы осаждения металлов в результате химической реакции под воздействием электрического тока (при электролизе) называют гальванотехникой. Таким образом мир получил посеребренные, золоченные, хромированные или покрытые другими металлами украшения и детали. Этот процесс используют как в декоративных, так и в прикладных целях – для улучшения стойкости к коррозии различных узлов и агрегатов механизмов.

Принцип действия установок для нанесения гальванического покрытия лежит в использовании растворов солей элементов, которыми будут покрывать деталь, в качестве электролита.

В гальванике анод также является электродом, к которому подключаются плюсовой вывод источника питания, соответственно катод в этом случае – это минус. При этом металл осаждается (восстанавливается) на минусовом электроде (реакция восстановления). То есть если вы хотите сделать позолоченное кольцо своими руками – подключите к нему минусовой вывод блока питания и поместите в ёмкость с соответствующим раствором.

В электронике

Электроды или ножки полупроводниковых и вакуумных электронных приборов тоже часто называют анодом и катодом. Рассмотрим условное графическое обозначение полупроводникового диода на схеме:

Как мы видим, анод у диода подключается к плюсу батареи. Он так называется по той же причине – в этот вывод у диода в любом случае втекает ток. На реальном элементе на катоде есть маркировка в виде полосы или точки.

У светодиода аналогично. На 5 мм светодиодах внутренности видны через колбу. Та половина, что больше — это катод.

Также обстоит ситуация и с тиристором, назначение выводов и «однополярное» применение этих трёхногих компонентов делают его управляемым диодом:

У вакуумного диода анод тоже подключается к плюсу, а катод к минусу, что изображено на схеме ниже. Хотя при приложении обратного напряжения – названия этих элементов не изменятся, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пусть и незначительного.

С пассивными элементами, такими как конденсаторы и резисторы дело обстоит иначе. У резистора не выделяют отдельно катод и анод, ток в нём может протекать в любом направлении. Вы можете дать любые названия его выводам, в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы. У обычных неполярных конденсаторов также. Реже такое разделение по названиям контактов наблюдается в электролитических конденсаторах.

Заключение

Итак, подведем итоги, ответив на вопрос: как запомнить где плюс, где минус у катода с анодом? Есть удобное мнемоническое правило для электролиза, заряда аккумуляторов, гальваники и полупроводниковых приборов. У этих слов с аналогичными названиями одинаковое количество букв, что проиллюстрировано ниже:

Во всех перечисленных случаях ток вытекает из катода, а втекает в анод.

Пусть вас не собьёт с толку путаница: «почему у аккумулятора катод положительный, а когда его заряжают – он становится отрицательным?». Помните у всех элементов электроники, а также электролизеров и в гальванике – в общем у всех потребителей энергии анодом называют вывод, подключаемый к плюсу. На этом отличия заканчиваются, теперь вам проще разобраться что плюс, что минус между выводами элементов и устройств.

Теперь вы знаете, что такое анод и катод, а также как запомнить их достаточно быстро. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Материалы

Любой электровакуумный прибор имеет электрод, предназначенный для испускания (эмиссии) электронов. Этот электрод называется катодом. Электрод, предназначенный для приема эмиттированных катодом электронов, называется анодом.

На анод подают более высокий и положительный относительно катода потенциал.

Катод должен отдавать с единицы поверхности большой ток эмиссии при возможно низкой температуре нагрева и обладать большим сроком службы. Нагрев катода в электровакуумном приборе производится протекающим по нему током.

Такие термоэлектронные катоды разделяются на две основные группы:

  • катоды прямого накала,
  • катоды косвенного накала (подогревные).

Катоды прямого накала представляют собой металлическую нить, которая непосредственно разогревается током накала и служит для излучения электронов (рис. 6, а ).

Поверхность излучения катодов прямого накала невелика, поэтому от них нельзя получить большой ток эмиссии. Малая теплоемкость нити не позволяет использовать для нагрева переменный ток. Кроме того, при нагреве переменным током температура катода не постоянна во времени, а следовательно, меняется во времени и ток эмиссии.

Положительным свойством катода прямого накала является его экономичность, которая достигается благодаря малому количеству тепла, излучаемого в окружающую среду вследствие малой поверхности катода.

Катоды прямого накала изготовляются из вольфрамовой и никелевой проволоки. Однако большая работа выхода (W 0 = 4,2÷4,5 в) определяет высокую рабочую температуру катода, вследствие чего катод становится неэкономичным. Для повышения экономичности катода вольфрамовую или никелевую проволоку (керн) «активируют» — покрывают пленкой другого элемента. Такие катоды называются активированными.

Если на поверхность керна нанесена электроположительная пленка (пленка из цезия, тория или бария, имеющих меньшую работу выхода, чем материал керна), то происходит поляризация пленки: валентные электроны переходят в керн, и между положительно заряженной пленкой и керном возникает разность потенциалов, ускоряющая движение электрона при выходе его из керна. Работа выхода катода с такой мономолекулярной электроположительной пленкой оказывается меньше работы выхода электрона как из основного металла, так и из металла пленки. При покрытии керна электроотрицательной пленкой, например кислородом, работа выхода катода увеличивается.

Подогревные катоды выполняются в виде никелевых гильз, поверхность которых покрывается активным слоем металла, имеющим малую работу выхода (рис. 6, б ). Внутри катода помещается подогреватель — вольфрамовая нить или спираль, подогрев которой может осуществляться как постоянным, так и переменным током.

Для изоляции подогревателя от гильзы внутренность последней покрывается алундом (Аl 2 O 3).

Подогревные катоды, благодаря их большой тепловой инерции, обычно питают переменным током, значительная поверхность гильзы обеспечивает большой эмиссионный ток. Подогревные катоды, однако, менее экономичны и разогреваются значительно дольше, чем катоды прямого накала.

Параметры и характеристики катодов

Катоды характеризуются следующими основными параметрами:

1. Удельной эмиссией , определяемой величиной тока с одного квадратного сантиметра эмиттирующей поверхности катода при нормальной рабочей температуре.

В электронных лампах с активированными катодами вместо удельной эмиссии часто пользуются параметром,называемым допустимой плотностью катодного тока. Этот параметр характеризуется током, который можно получить с одного квадратного сантиметра поверхности катода при нормальном (рабочем) напряжении накала. Работа при токах с катода, равных току эмиссии в этих лампах, приводит к разрушению поверхности слоя катода.

2. Эффективностью , равной величине тока эмиссии катода, приходящейся на одни ватт затраченной на накал мощности:

Н=I э /P н (12)

где I э — ток эмиссии катода, ма; P н — мощность, затраченная в цепи накала, вт.

3. Сроком службы катода, измеряемым в часах и характеризующим время, в течение которого катод сохраняет необходимые эксплуатационные свойства. Для простых катодов считается, что уменьшение диаметра катода на 10% приводит к его гибели. Соответственно оценивается и срок их службы.

Срок службы активированных катодов определяется уменьшением площади покрытия катода активной пленкой (а следовательно, ухудшением основных параметров лампы) на 20%.

Для выбора оптимального режима работы катода необходимо знать зависимость тока эмиссии катода от его температуры. Непосредственное измерение температуры накаленного катода затруднительно, поэтому пользуются так называемой накальной или эмиссионной характеристикой катода — графически выраженными зависимостями тока накала или тока эмиссии от напряжения или тока накала (рис. 7, а ).

В схеме имеются две цепи: анодная и накальная. Контроль за напряжением накала производится вольтметром V1, непосредственно подключенным в катодную цепь; если необходимо знать ток накала, то в нее включают амперметр. При этом амперметр следует подсоединять к тому зажиму катода, через который проходят накальный и анодный токи в одном направлении: данный конец нити накала нагревается сильнее и работает в наиболее тяжелых тепловых условиях.

Величина тока накала определяется разностью показания амперметра и показания миллиамперметра, но уменьшенного вдвое (так как по этой части цепи проходит примерно половина анодного тока).

Поддерживая постоянным напряжение на аноде, снимают зависимость тока эмиссии от напряжения (или тока) накала. Эмиссионный ток появляется начиная с напряжения на катоде 1-1,5 в и резко возрастает при напряжениях накала, близких к нормальным (рабочим) значениям.

Характеристику I н = ƒ(U н) (см. рис. 7, а ) следует снимать при разомкнутой анодной цепи. Накальная характеристика нелинейна, так как с повышением температуры катода его сопротивление увеличивается. При этом ток накала возрастает меньше, чем увеличивается напряжение накала.

Изучение таких отраслей, как электрохимия и цветная металлургия, невозможно без понимания в полной мере терминов катод и анод. В то же время эти термины являются неотъемлемой частью вакуумных и полупроводниковых электронных приборов.

Катод и анод в электрохимии

Под электрохимией следует понимать раздел физической химии, изучающий химические процессы, вызываемые воздействием электрического тока, а также электрические явления, вызываемые химическими процессами. Существует два основных вида электрохимических операций:

  • Процедура преобразования электрического воздействия в химическую реакцию, называемая электролизом;
  • Процедура преобразования химической реакции в электрический ток, называемая гальваническим процессом.

В электрохимии под терминами анод и катод понимают следующее:

  1. Электрод, на котором проходит окислительная реакция, называется анодом;
  2. Электрод, на котором осуществляется процедура восстановления, называется катодом.

Под процессами окисления стоит понимать процедуру, при которой частица отдает электроны. Восстановительный процесс подразумевает процедуру принятия электронов частицей. Соответственно, частицы, которые отдают электроны, именуются «восстановителями», и они подвержены окислению. Частицы, которые принимают электроны, именуются «окислителями», они восстанавливаются.

Цветная металлургия широко использует процесс электролиза для выделения металлов из добытых руд и дальнейшей очистки. В процедуре электролиза применяются растворимые и нерастворимые аноды, а сами процессы называются электрорафинированием и электроэкстракцией, соответственно.

Катод в вакуумных приборах

Одной из разновидностей электровакуумных приборов является электронная лампа. Предназначение электроламп – регулирование потока электронов, дрейфующих в вакууме между другими электродами. Конструктивно электролампа выглядит как герметичный сосуд-баллон, с помещенными в середине мелкими металлическими выводами. Численность выводов зависит от вида радиолампы.

В составе любой радиолампы такие элементы:

  • Катод;
  • Анод;
  • Сетка.

Катодом электролампы подразумевается разогретый электрод, подключенный к «минусу» блока питания и испускающий электроны, будучи накаленным. Эти электроны движутся к аноду, подключенному к «плюсу». Процесс испускания электронов разогретым катодом называется термоэмиссией, а возникший при этом ток именуется током термоэмиссии. Метод нагрева обуславливает разновидности катодов:

  • Катод прямого разогрева;
  • Катод непрямого разогрева.

Катодом непосредственного накала является прочный вольфрамовый проводник большого сопротивления. Прогревание катода проходит путем подвода к нему напряжения.

Важно! К особенностям электронных ламп непосредственного нагрева относятся быстрый запуск лампы в работу при меньшем потреблении мощности, хотя за счет срока службы. Поскольку питающий ток таких ламп является постоянным, то ограничено их применение в среде переменного тока.

Электролампы, у которых внутри катода, выполненного в виде цилиндра, размещена нагревающая нить, называются радиолампами косвенного нагрева.

Конструктивно анод выглядит в виде пластины либо коробочки, размещенной вокруг катода с сеткой и имеющей потенциал, обратный катоду. Дополнительные электроды, размещенные между анодом и катодом, называются сеткой и применяются для регулировки потока электронов.

Катод у полупроводниковых приборов

К полупроводниковым приборам относятся устройства, состоящие из вещества, удельное электрическое сопротивление которого больше сопротивления проводника, но меньше сопротивления диэлектрика. К особенностям таких приборов относится большая зависимость электропроводимости от концентрации добавок и влияния электрическим током. Свойства p-n перехода определяют принципы работы большей части полупроводниковых компонентов.

Наиболее простым представителем полупроводниковых компонентов является диод. Это элемент, имеющий два вывода и один p-n переход, отличительной особенностью которого выступает протекание тока в одном направлении.

Катод – это электрод устройства, который подключен к отрицательному полюсу источнику тока. Анод – противоположность ему. Это электрод прибора, подключенный к положительному полюсу источника тока.

Обратите внимание! Чтобы легче запомнить разницу между ними, используют шпаргалку. В словах «катод»-«минус», «анод»-«плюс» одинаковое число букв.

Применение в электрохимии

В этом разделе химии катод – это отрицательно заряженный электрический проводник (электрод), притягивающий к себе положительно заряженные ионы (катионы) во время процессов окисления и восстановления.

Электролитическое рафинирование – это электролиз сплавов и водных растворов. Большинство цветных металлов подвергаются такой очистке. При помощи электролитической очистки получается металл с высокой чистотой. Так, степень чистоты меди после рафинирования достигает 99,99%.

На положительном электрическом проводнике во время рафинирования или очистки проходит электролитический процесс. Во время него металл с примесями помещают в электролизер и делают анодом. Такие процессы проводятся при помощи внешнего источника электрической энергии и называются реакциями электролиза. Осуществляются в электролизерах. Он выполняет функцию электронасоса, нагнетающего отрицательно заряженные частицы (электроны) в отрицательный проводник и удаляющего его из анода. Откуда исходит ток, неважно.

На катоде очищается металл от посторонних примесей. Простой катод изготавливается из вольфрама, иногда – из тантала. Достоинством вольфрамового отрицательного электрода является стойкость его изготовления. Из недостатков – имеет низкую эффективность и неэкономичность. Сложные катоды имеют разное устройство. У многих таких типов проводников на чистый металл сверху наносится специальный слой, который активирует получение большей производительности при относительно низких температурах. Они очень экономичны. Их недостаток состоит в небольшой устойчивости производительности.

Готовый чистый металл тоже называется катодом. Например, цинковый или платиновый катод. На производстве отрицательный проводник отделяют от катодной основы при помощи катодосдирочных машин.

При удалении отрицательно заряженных частиц из электрического проводника на нем создается анод, а при нагнетании отрицательно заряженных частиц на электрический проводник – катод. При электролизе очищаемого металла его положительные ионы притягивают к себе отрицательно заряженные частицы на отрицательном проводнике, и происходит восстановительный процесс. Чаще всего используют такие аноды:

  • цинковые;
  • кадмиевые;
  • медные;
  • никелевые;
  • оловянные;
  • золотые;
  • серебряные;
  • платиновые.

Чаще всего на производстве используют цинковые аноды. Они бывают:

  • катанные;
  • литые;
  • сферические.

Больше всего применяют катанные цинковые аноды. Еще используют никелевые и медные. А вот кадмиевые почти не используются из-за их токсичности для экологии. Бронзовые и оловянные аноды применяют при изготовлении радиоэлектронных печатных плат.

Гальванизация (гальваностегия) – процесс нанесения тонкого слоя металла на другой предмет с целью предотвращения коррозии изделия, окисления контактов в электронике, износостойкости, декорации. Суть процесса такая же, как при рафинировании.

Цинк и олово используют для повышения стойкости изделия при коррозии. Цинкование бывает холодным, горячим, гальваническим, газотермическим и термодиффузионным. Золото используют в основном в защитно-декоративных целях. Серебро повышает стойкость контактов электроприборов к окислению. Хром – для увеличения износостойкости и защиты от коррозии. Хромирование придает изделиям красивый и дорогой вид. Используется для нанесения на ручки, краны, колесные диски и т.д. Процесс хромирования токсичен, поэтому строго регламентируется законодательством разных стран. Ниже на картинке представлен метод гальванизации при помощи никеля.

Применение в вакуумных электронных приборах

Здесь катод выступает источником свободных электродов. Они образуются в ходе их выбивания из металла при высоких температурах. Положительно заряженный электрод притягивает электроны, выпущенные отрицательным проводником. В разных аппаратах он в разной степени собирает их в себя. В электронных трубках он полностью притягивает отрицательно заряженные частицы, а в электронно-лучевых приборах – частично, формируя в завершении процесса электронный луч.

Про анод и катод источника питания необходимо знать тем, кто занимается практической электроникой. Что и как называют? Почему именно так? Будет углублённое рассмотрение темы с точки зрения не только радиолюбительства, но и химии. Наиболее популярное объяснение звучит следующим образом: анод — это положительный электрод, а катод — отрицательный. Увы, это не всегда верно и неполно. Чтобы уметь определить анод и катод, необходимо иметь теоретическую базу и знать, что да как. Давайте рассмотрим это в рамках статьи.

Анод

Обратимся к ГОСТ 15596-82, который занимается химическими Нас интересует информация, размещённая на третьей странице. Согласно ГОСТу, отрицательным электродом является именно анод. Вот так да! А почему именно так? Дело в том, что именно через него электрический ток входит из внешней цепи в сам источник. Как видите, не всё так легко, как кажется на первый взгляд. Можно посоветовать внимательно рассматривать представленные в статье картинки, если содержимое кажется слишком сложным — они помогут понять, что же автор хочет вам донести.

Катод

Обращаемся всё к тому же ГОСТ 15596-82. Положительным электродом химического источника тока является тот, при разряде из которого он выходит во внешнюю цепь. Как видите, данные, содержащиеся в ГОСТ 15596-82, рассматривают ситуацию с другой позиции. Поэтому при консультировании с другими людьми насчет определённых конструкций необходимо быть очень осторожным.

Возникновение терминов

Их ввёл ещё Фарадей в январе 1834 года, чтобы избежать неясности и добиться большей точности. Он предлагал и свой вариант запоминания на примере с Солнцем. Так, у него анод — это восход. Солнце движется вверх (ток входит). Катод — это заход. Солнце движется вниз (ток выходит).

Пример радиолампы и диода

Продолжаем разбираться, что для обозначения чего используется. Допустим, один из данных потребителей энергии у нас имеется в открытом состоянии (в прямом включении). Так, из внешней цепи диода в элемент по аноду входит электрический ток. Но не путайтесь благодаря такому объяснению с направлением электронов. Через катод во внешнюю цепь из используемого элемента выходит электрический ток. Та ситуация, что сложилась сейчас, напоминает случаи, когда люди смотрят на перевёрнутую картину. Если данные обозначения сложные — помните, что разбираться в них таким образом обязательно исключительно химикам. А сейчас давайте сделаем обратное включение. Можно заметить, что полупроводниковые диоды практически не будут проводить ток. Единственное возможное здесь исключение — обратный пробой элементов. А электровакуумные диоды (кенотроны, радиолампы) вообще не будут проводить обратный ток. Поэтому и считается (условно), что он через них не идёт. Поэтому формально выводы анод и катод у диода не выполняют свои функции.

Почему существует путаница?

Специально, чтобы облегчить обучение и практическое применение, было решено, что диодные элементы названия выводов не будут менять зависимо от своей схемы включения, и они будут «прикреплены» к физическим выводам. Но это не относится к аккумуляторам. Так, у полупроводниковых диодов всё зависит от типа проводимости кристалла. В электронных лампах этот вопрос привязан к электроду, который эмитирует электроны в месте расположения нити накала. Конечно, тут есть определённые нюансы: так, через такие как супрессор и стабилитрон, может немного протекать обратный ток, но здесь существует специфика, явно выходящая за рамки статьи.

Разбираемся с электрическим аккумулятором

Это по-настоящему классический пример химического источника электрического тока, что является возобновляемым. Аккумулятор пребывает в одном из двух режимов: заряд/разряд. В обоих этих случаях будет разное направление электрического тока. Но обратите внимание, что полярность электродов при этом меняться не будет. И они могут выступать в разных ролях:

  1. Во время зарядки положительный электрод принимает электрический ток и является анодом, а отрицательный его отпускает и именуется катодом.
  2. При отсутствии движения о них разговор вести нет смысла.
  3. Во время разряда положительный электрод отпускает электрический ток и является катодом, а отрицательный принимает и именуется анодом.

Об электрохимии замолвим слово

Здесь используют немного другие определения. Так, анод рассматривается как электрод, где протекают окислительные процессы. И вспоминая школьный курс химии, можете ответить, что происходит в другой части? Электрод, на котором протекают восстановительные процессы, называется катодом. Но здесь нет привязки к электронным приборам. Давайте рассмотрим ценность окислительно-восстановительных реакций для нас:

  1. Окисление. Происходит процесс отдачи частицей электрона. Нейтральная превращается в положительный ион, а отрицательная нейтрализуется.
  2. Восстановление. Происходит процесс получения частицей электрона. Положительная превращается в нейтральный ион, а потом в отрицательный при повторении.
  3. Оба процесса являются взаимосвязанными (так, количество электронов, что отданы, равняется присоединённому их числу).

Также Фарадеем для обозначения были введены названия для элементов, что принимают участие в химических реакциях:

  1. Катионы. Так называются положительно заряженные ионы, что двигаются в в сторону отрицательного полюса (катода).
  2. Анионы. Так называются отрицательно заряженные ионы, что двигаются в растворе электролита в сторону положительного полюса (анода).

Как происходят химические реакции?

Окислительная и восстановительная полуреакции являются разделёнными в пространстве. Переход электронов между катодом и анодом осуществляется не непосредственно, а благодаря проводнику внешней цепи, на котором создаётся электрический ток. Здесь можно наблюдать взаимное превращение электрической и химической форм энергии. Поэтому для образования внешней цепи системы из проводников разного рода (коими являются электроды в электролите) и необходимо пользоваться металлом. Видите ли, напряжение между анодом и катодом существует, как и один нюанс. И если бы не было элемента, что мешает им напрямую произвести необходимый процесс, то ценность источников химического тока была бы весьма низка. А так, благодаря тому, что заряду необходимо пройтись по той схеме, была собрана и работает техника.

Что есть что: шаг 1

Теперь давайте будем определять, что есть что. Возьмём гальванический элемент Якоби-Даниэля. С одной стороны он состоит из цинкового электрода, который опущен в раствор сульфата цинка. Затем идёт пористая перегородка. И с другой стороны имеется медный электрод, который расположен в растворе Они соприкасаются между собой, но химические особенности и перегородка не дают смешаться.

Шаг 2: Процесс

Происходит окисление цинка, и электроны по внешней цепи двигаются к меди. Так получается, что гальванический элемент имеет анод, заряженный отрицательно, и катод — положительный. Причем данный процесс может протекать только в тех случаях, когда электронам есть куда «идти». Дело в том, что попасть напрямую от электрода к другому мешает наличие «изоляции».

Шаг 3: Электролиз

Давайте рассмотрим процесс электролиза. Установка для его прохождения является сосудом, в котором имеется раствор или расплав электролита. В него опущено два электрода. Они подключены к источнику постоянного тока. Анод в этом случае — это электрод, который подключен к положительному полюсу. Здесь происходит окисление. Отрицательно заряженный электрод — это катод. Здесь протекает реакция восстановления.

Шаг 4: Напоследок

Поэтому при оперировании данными понятиями всегда необходимо учитывать, что анод не в 100% случаев используется для обозначения отрицательного электрода. Также катод периодически может лишаться своего положительного заряда. Всё зависит от того, какой процесс на электроде протекает: восстановительный или окислительный.

Заключение

Вот таким всё и является — не очень сложно, но не скажешь, что и просто. Мы рассмотрели гальванический элемент, анод и катод с точки зрения схемы, и сейчас проблем с соединением источников питания с наработками у вас быть не должно. И напоследок нужно оставить ещё немного ценной для вас информации. Всегда приходится учитывать разницу, которую имеет анода. Дело в том, что первый всегда будет немного большим. Это из-за того, что коэффициент полезного действия не работает с показателем в 100 % и часть зарядов рассеивается. Именно из-за этого можно увидеть, что аккумуляторы имеют ограничение на количество раз заряда и разряда.

как определить где плюс и минус (схема цоколевки)

Как и любой полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью, светодиод критичен к правильности включения в цепь постоянного тока. Для нормальной работы анод и катод светодиода должны подключаться к соответствующим полюсам источника напряжения согласно принципиальной схеме. Чтобы определить цоколевку светоизлучающего элемента, существует несколько способов.

Определение мультиметром

Как и любой диод, выполненный на основе p-n перехода, светоизлучающий диод можно проверить мультиметром, используя свойство проводить ток только в одну сторону. У современных цифровых тестеров есть специальный режим проверки диодов, при котором измерительное напряжение оптимально для данной процедуры.

Чтобы определить расположение выводов светодиода, надо произвольным образом подключить его ножки к щупам мультиметра и определить результат по показаниям дисплея.


Неправильная полярность подключения LED к тестеру.

Если элемент подключен неверно, то результатом измерения будет зашкаливание значения сопротивления (OL — overload, перегрузка). Надо поменять местами зажимы мультиметра.


Правильная полярность подключения LED к тестеру.

Если светодиод исправен и подключен правильно, то будет индицироваться какое-то сопротивление (конкретное значение зависит от типа излучающего элемента). В этом случае анодом будет вывод, присоединенный к плюсу мультиметра (красный провод), а катодом – к минусу (черный провод).

Некоторые тестеры в режиме проверки диодов выдают напряжение, достаточное для зажигания светоизлучающего элемента. В этом случае правильное подключение можно контролировать по свечению.


Свечение светодиода АЛ307 при проверке тестером.

Если в обоих вариантах подключения на дисплее будет индицироваться overload, это может означать:

  • неисправность светодиода;
  • измерительного напряжения не хватает для открытия p-n перехода (тестер рассчитан на «прозвонку» кремниевых диодов, а большинство светоизлучающих элементов делаются на основе арсенида галлия).

В первом случае полупроводниковый прибор можно утилизировать. Во втором – попробовать другой способ.

Основные выводы

Полярность диода профессионалы никогда не определяют визуально, потому что модификации их настолько разные, а производители не удосуживаются соблюдать какие-то единые требования. Поэтому, перефразируя известное выражение, можно сказать «что белому светодиоду хорошо, то красному — смерть».

Самые надежные методы определения плюса и минуса требуют наличия аппаратуры: тестера и резистора для ограничения силы тока при проверке подачей питания. Для радиолюбителей и «самоделкиных» это не проблема, тестер у всех под рукой. А вот любителю проще 100% выявить анод и катод у светодиода через подачу питания, но только не напрямую, а через токоограничивающий резистор. Есть большая опасность спалить кристаллы или настолько значительно снизить срок их службы, что они потом быстро перегорят.

Цоколевка светодиода путем подачи питания

Преимущество этого метода в том, что его можно использовать для светоизлучающих диодов с любыми параметрами (падение напряжения и номинальный ток). Для такой проверки лучше использовать источник питания с установкой ограничения тока, или хотя бы с его индикацией для контроля. В противном случае можно вывести чувствительный полупроводниковый прибор из строя.


Неправильная полярность подключения LED к источнику напряжения – свечения нет.

Если имеется регулируемый источник, надо произвольным образом подключить светодиод к его выходу и подать напряжение, постепенно увеличивая его от нуля. Выше 2-3 В питание поднимать не следует, чтобы элемент не сгорел. Если он не зажегся, надо снять напряжение и переключить выводы противоположным образом.


Правильная полярность подключения LED к источнику напряжения – светодиод зажегся.

Постепенно поднимая напряжение, можно визуально определить момент зажигания светодиода. В этом случае плюсовой вывод источника присоединен к аноду, а минусовой – к аноду излучающего элемента.

Если регулируемого источника нет, то можно попытаться использовать нерегулируемый блок питания с напряжением заведомо выше напряжения питания светодиода. В этом случае испытания проводить только через резистор 1-3 кОм, включенный последовательно с полупроводниковым прибором.

Если и в том, и в другом случае светодиод не загорается, можно попробовать провести проверку с увеличенным напряжением. Если элемент неисправен, ему это вреда не принесет, а если он рассчитан на повышенное напряжение, то появится вероятность узнать правильное расположение выводов.

Рекомендуем: Как узнать на сколько вольт светодиод

Подключаем светодиодные светильники своими руками

Еще один немаловажный фактор – использование таких светильников сохраняет окружающую среду из-за уменьшения выделяемых электростанциями в воздух продуктов горения. Пользователи светильников на светодиодах сходятся во мнении, что такие лампы характеризуются компактными размерами, экономичным использованием электричества, отсутствием сложностей при самостоятельной установке, да и ни человек, ни природа не получают от них вредных излучений. Вполне вероятно, что вскоре они заменят не только обычные лампы накаливания, но и энергосберегающие.

При всех многочисленных плюсах у светодиодных ламп есть ощутимый минус – достаточно высокая стоимость – порядка 20 — 50 у.е. Можно, конечно, взять и китайский вариант, но работать он будет гораздо меньше, да и светить он будет примерно также, как и лампы дневного света.

Что внутри?

Если рассмотреть светильник поближе, так сказать, изнутри, то мы увидим, что в корпусе есть отражатель и комплект маленьких светодиодов. В силу большого нагревания светодиода, у каждого есть особый охлаждающий радиатор. А там, где они соприкасаются, для лучшего контакта и отведения тепла наносится термопаста.

В зависимости от того, сколько в лампе светодиодов и какая их мощность, можно определить суммарную мощность всей лампы. Светодиодов может быть разное количество – как один, так и несколько десятков. Все они являются составляющими одной электрической сети и управляются посредством блока питания по специальной схеме подключения.

При помощи батарейки

Если источник питания отсутствует, можно попытаться определить расположение выводов от гальванического элемента, но следует иметь в виду особенности такой проверки:

  • батарейка может выдавать напряжение, недостаточное для открытия p-n перехода.
  • бытовые гальванические элементы имеют небольшую мощность, и выдаваемый ток нагрузки невелик – он зависит от начальной мощности батарейки и от остаточного заряда.

В таблице приведены параметры некоторых отечественных светодиодов. Очевидно, что распространенные полуторавольтовые химические источники тока не смогут зажечь ни один прибор из списка.

Тип прибораПрямое падение напряжения, ВРабочий ток, мА
АЛ102А2,85
АЛ307А210
АЛ307В2,820

Чтобы увеличить напряжение, можно соединить батарейки последовательно. Для увеличения мощности – параллельно (только для элементов одного напряжения!). В итоге может получиться громоздкая конструкция, не гарантирующая конечного результата. Поэтому пользоваться таким методом лучше в тех случаях, когда других путей нет.

По внешнему виду

Иногда можно определить полярность по внешнему виду. У некоторых типов светодиодов на корпусе есть ключ – выступ или метка. Чтобы определить, какой вывод помечен ключом, лучше ознакомиться со справочными материалами.


Ключ у катода светоизлучающего диода АЛ102.


Внешний вид расположения выводов у светодиода АЛ307.

У бескорпусных светодиодов производства СССР можно выяснить цоколевку, присмотревшись к внутреннему устройству прибора сквозь слой компаунда. Вывод катода имеет большую площадь и сделан в виде флажка. Этот принцип мог стать стандартом, но сейчас производители его строго не соблюдают, поэтому данный способ ненадежен, особенно для элементов от неизвестного производителя. Поэтому использовать такое определение выводов можно только для предварительной ориентировки.

Цоколевку отечественных светодиодов можно узнать по длине ножек – вывод анода делается более коротким. Но это верно только для элементов, не бывших в употреблении – при установке на место выводы могут быть обрезаны произвольно.

Для наглядности рекомендуем к просмотру видео.

С помощью техдокументации

Другие способы определения выводов можно поискать в техдокументации на элементы – в справочниках или онлайн-источниках. Для этого как минимум необходимо знать тип светодиода или его производителя. В документации может содержаться информация о габаритах и цоколевке прибора.

Но даже если данных сведений в спецификации не найдется, напрасно усилия не пропадут. Техдокументация может стать источником информации о предельных параметрах электронного прибора. Эти знания помогут правильно выбрать режим работы, а также не допустить выхода светодиода из строя при проверке расположения выводов.

Параллельное подключение

Если от БП с напряжением, например, 5 В, необходимо зажечь несколько светодиодов, то их придется соединить между собой параллельно. При этом последовательно с каждым светодиодом нужно поставить резистор.

Формулы для расчёта токов и напряжений примут следующий вид:

Таким образом, сумма токов в каждой ветви не должна превышать максимально допустимый ток БП. При параллельном подключении однотипных светодиодов достаточно рассчитать параметры одного резистора, а остальные – будут такого же номинала.

Все правила последовательного и параллельного подключения, наглядные примеры, а также информацию о том, как нельзя включать светодиоды, можно найти в данной статье.

Полярность SMD-светодиода

На текущий момент все более популярными становятся безвыводные элементы для непосредственного монтажа на плату (SMD – surface mounted device). Такие радиоэлементы, в отличие от обычных, имеют преимущества:

  • в процессе изготовления печатной платы не надо сверлить отверстия – технология становится дешевле и быстрее;
  • электронные устройства получаются меньших размеров;
  • упрощается конструирование ВЧ-устройств – отсутствие выводов сводит к минимуму паразитные наводки.

Но стремление к миниатюризации имеет оборотную сторону – определить выводы СМД-светодиода сложнее. К нему трудно подключить щупы тестера или источника питания. Поэтому важно нанесение понятной маркировки прямо на корпус элемента для исключения ошибок при монтаже. Такое обозначение выполняется в виде метки на корпусе (скоса или углубления) или в виде мнемонического рисунка.


Цоколевка SMD-LED типоразмера 5730.


Цоколевка SMD-LED типоразмера 0805.

А самым простым случаем является включение светоизлучающего диода в цепь переменного тока. В этом варианте полярность светодиода значения не имеет.

Что такое диод

Диодами называют электронные элементы, сопротивление которых меняется в зависимости от направления тока. Если ток подается в одну сторону (плюс на плюс), он проходит легко (диод открыт) благодаря низкому сопротивлению. При изменении направления электротока (минус на плюс) диод закрывается, сопротивление многократно увеличивается, теряется мощность, элемент нагревается. Существуют полупроводниковые элементы, которые блокируют ток до критического значения, потом открываются. Их называют симисторами.

Как определить где катод и анод?

Автор osipoffВремя чтения 4 мин.Просмотры 3Опубликовано

Где анод где катод?

Анод у полупроводниковых приборов Электрод полупроводникового прибора (диода, тиристора), подключённый к положительному полюсу источника тока, когда прибор открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключённый к отрицательному полюсу — катодом.

Как определить где катод у диода?

Анод диода — это вывод, который подключается к положительному выводу источника питания, непосредственно или через элементы схемы. Катод диода — это вывод из которого выходит ток положительного потенциала и далее через элементы схемы попадает на отрицательный электрод источника тока.

Где катод и анод у светодиода?

Как определить где катод, а где анод? Это можно сделать несколькими способами, самый простой – визуально. Обычно длинная ножка светодиода указывает на то, что это анод, его подключаем к “+” источника питания. Если же это SMD светодиод, то метка указывает на сторону, где расположен катод светодиода.

Как запомнить анод и катод?

«Катод – отрицательный электрод, анод – положительный. А запомнить это проще всего, если посчитать буквы в словах. В катоде столько же букв, сколько в слове «минус», а в аноде соответственно столько же, сколько в термине «плюс».

Как определить анод и катод в химии?

Исследуя батарею

  1. Потенциал положительного электрода E+I≠0 становится меньше его значения в состоянии покоя E+I = 0 : E+I≠0 → положительный электрод является катодом.
  2. Потенциал отрицательного электрода E-I≠0 становится больше его значения в состоянии покоя E-I=0 : E-I>0 > E-I=0 → отрицательный электрод является анодом.

4 мая 2020 г.

Что можно использовать в качестве катода?

электроположительный электрод, обычно состоящий из металла. В качестве катода, являющегося электроотрицательным электродом, чаще используются галогены либо халькогены.

Где плюс и минус у диода?

Все диоды обязательно имеют положительный и отрицательный выводы. Эти выводы получили специальные названия: положительный называется анодом, а отрицательный — катодом. Катод диода легко опознать по полоске красного или черного цвета, расположенной у этого вывода на корпусе.

Как определить плюс и минус на диоде?

Измерения нужно проводить в режиме омметра. У многих современных мультиметров есть специальный режим – «тест диода». Для определения полярности щупы тестера подключают к диоду и следят за показаниями прибора. Если прибор показывает «бесконечное» сопротивление, то щупы следует поменять местами.

Где плюс у Смд светодиода?

В зависимости от типоразмера, каждый диод имеет свои характеристики. SMD светодиоды имеют два контакта для подключения: анод – плюс, катод – минус. Соответственно, светодиод как полупроводниковый элемент проводит электрический ток от анода к катоду. В обратную сторону действие не производится.

Где у диодов плюс и минус?

Все диоды обязательно имеют положительный и отрицательный выводы. Эти выводы получили специальные названия: положительный называется анодом, а отрицательный — катодом. Катод диода легко опознать по полоске красного или черного цвета, расположенной у этого вывода на корпусе.

Какой заряд на аноде?

Анод положительно заряжен, катод отрицательно.

Почему анод положительный?

В электротехнике анодположительный электрод, ток течет от анода к катоду, электроны, соответственно, наоборот.

Какой заряд у катода?

Анод положительно заряжен, катод отрицательно.

Как определить анод и катод химия?

Исследуя батарею

  1. Потенциал положительного электрода E+I≠0 становится меньше его значения в состоянии покоя E+I = 0 : E+I≠0 → положительный электрод является катодом.
  2. Потенциал отрицательного электрода E-I≠0 становится больше его значения в состоянии покоя E-I=0 : E-I>0 > E-I=0 → отрицательный электрод является анодом.

4 мая 2020 г.

Что такое анод в водонагревателе?

Элемент, под названием «анод магниевый», использующийся для водонагревателей, является чрезвычайно важной деталью, защищающей бак от агрессивного воздействия проходящих в нем электрохимических процессов во время нагревания воды.

Как определить где плюс и минус?

Поиск полярности происходит следующим образом:

  1. Вставить разъемы щупов мультиметра в гнезда на его корпусе. …
  2. Диапазон измерения принимается до 20 В.
  3. Щупы тестера присоединяют к контактам или проводам прибора, полярность которого нужно определить. …
  4. На дисплее отобразится величина замеряемой характеристики.

Как определить где плюс и минус на светодиоде?

Визуальное различие выводов анода и катода Новый светодиод, как правило, имеет два вывода (ножки), один из которых немного длиннее другого. Длинный вывод – это анод. Его подключают к плюсу источника питания. Короткий вывод – это катод, который соединяют с минусом или общим проводом.

Катод и анод — единство и борьба противоположностей

Катод и анод – это две составляющие одного процесса: протекания электрического тока. Все материалы можно разделить на два типа – это проводники, в структуре которых большой избыток свободных электронов, и диэлектрики (в них свободных электронов практически нет).

Понятие электрического тока

Электрический ток – это упорядоченное перемещение заряженных элементарных частиц в структуре вещества под воздействием электромагнитного напряжения. Если приложить к проводнику постоянное напряжение, то свободные электроны, имеющие отрицательный заряд, начнут упорядоченно двигаться в сторону анода (положительно заряженного электрода) от катода (отрицательно заряженного электрода). Ток же, соответственно, будет течь в обратном направлении. А катод и анод – это два электрода, между которыми образовался перепад (разница) электромагнитного напряжения.

Проводники и диэлектрики

Проводники и диэлектрики могут быть твердыми, жидкими и газообразными веществами. Это для протекания электрического тока совсем не принципиально. При длительном приложении электромагнитного напряжении к материалу на катоде будет образовываться избыток электронов, а на аноде – его недостача. Если напряжение прилагается достаточно долго, то из структуры материала, из которого сделан анод, будут вырываться связанные электроны вместе с атомами, а сам материал начнет вступать в химическую реакцию с химически активными веществами из окружающей среды. Такой процесс носит название электролиза.

Электролиз

Катод и анод в электрохимии являются двумя полюсами приложенного к солевым растворам или расплавам постоянного электромагнитного напряжения. При возникновении тока от избытка электронов анод начинает разрушаться, т.е. сами положительно заряженные атомы вещества будут попадать в соляной раствор (окружающую среду) и переноситься на катод, где оседать в очищенном виде. Этот процесс носит название гальванического. С помощью гальваники покрывают тонким слоем цинка, меди, золота, серебра и других металлов различные изделия.

Что такое катод и каковы задачи, которые он выполняет в электролизе? Это можно понять при выполнении следующих действий: если сделать анод из бронзы или олова, то на катоде получится печатная плата, покрытая тонким слоем меди или олова (используется в радиоэлектронной промышленности). Этим же способом получают позолоченные ювелирные украшения, омедненные и даже позолоченные алюминиевые наконечники для электротехники в целях повышения электропроводности.

Ответы на вопросы о том, что такое анод и катод, при электролизе очевидны: анод в результате протекания постоянного тока через соляной раствор разрушается, а катод принимает на себя анодный материал. Даже термин такой возник в среде гальваников – «анодирование катода». Физического смысла он не несет, но фактическую суть вопроса отображает прекрасно.

Полупроводники

Полупроводники представляют собой материалы, которые в структуре не имеют свободных электронов, а атомные держатся на своих местах плохо. Если такой материал в жидком или газообразном состоянии поместить в магнитное поле, а затем дать ему затвердеть, то получится электрически структурированный полупроводник, который будет пропускать ток только в одну сторону. Из этого материала, используя вышеназванное свойство, делают диоды. Они бывают двух видов:

а) с «p-n-p» проводимостью;

б) с «n-p-n» проводимостью.

На практике эта тонкость структуры диодов значения не имеет. Важно правильно подключить в электрическую схему диод. Где анод, где катод – вопрос, которым многие озадачены. На диоде есть специальные обозначения: или А и К, или + и –. Можно подключить диод только двумя способами к электрической схеме постоянного тока. В одном случае исправный диод будет проводить ток, а в другом – не будет. Поэтому необходимо взять прибор, на котором заведомо известно, где катод, а где анод, и подключить его к диоду. Если устройство покажет наличие тока, то диод подключен правильно. Значит, катод прибора и катод диода, а также анод прибора и анод диода совпали. В противном случае нужно поменять соединения местами.

1. Если диод не пропускает ток в обе стороны, то он перегоревший, ремонту не подлежит.

2. Если наоборот, пропускает, то он пробитый. Его необходимо выбросить.

Проверяются диоды тестерами и пробниками. В диодах катод и анод жестко привязаны к их материальному исполнению в отличие от гальванических источников питания (аккумуляторов, батареек и т. п.).

Катодом в полупроводниковых элементах (диодах) электрической схемы является электрод (ножка), из которого выходит положительный (+) потенциал. Через схему он связан с отрицательным потенциалом источника питания. Значит, ток непосредственно в полупроводнике диода протекает по направлению от анода к катоду. На электрических схемах этот процесс символически так и обозначается.

Если диод одной ножкой (электродом) подключить к переменному напряжению, то на втором электроде мы получим положительную или отрицательную полусинусоиду. Если соединить два диода в мост, то будем наблюдать выпрямленный электрический практически постоянный ток.

Гальванические источники постоянного тока – аккумуляторы (батареи)

Катод и анод в этих изделиях меняются местами в зависимости от направления протекания электрического тока, потому что в одном случае к ним напряжение не приходит, а они сами за счет химической реакции служат источниками постоянного тока. Тут отрицательным электродом уже будет анод, а положительным – катод. В другом же случае в аккумуляторе происходит обычный процесс электролиза.

Когда аккумулятор разрядился и химическая реакция, которая служила источником электрического тока, прекратилась, его необходимо зарядить с помощью внешнего источника питания. Таким образом, мы запускаем процесс электролиза, т.е. восстановления первоначальных свойств гальванической батареи. На катод аккумулятора необходимо приложить уже отрицательный заряд, а на анод – положительный, тогда батарея будет заряжаться.

Таким образом, ответ на вопрос о том, как определить катод и анод в гальваническом элементе, зависит от того, заряжается он или служит источником питания электрическим током.

Вывод

Как суммирование всего вышесказанного, катод – это электрод, на котором появляется избыток электронов, а анод – это электрод, на котором появляется недостача электронов. Но плюс или минус на конкретном электроде элемента электрической схемы определяется направлением протекания электрического тока.

Катод и анод — определение и разница между анодом и катодом

Прежде чем мы узнаем о терминах катод и анод, важно понять, что такое электрод. Согласно общему определению, электрод — это вещество, которое помогает в проведении электричества, когда электрический ток либо уходит, либо входит в неметаллическую среду, такую ​​как электролитическая ячейка. Другими словами, электрод можно определить как проводник, который помогает установить электрический контакт с неметаллической частью цепи.Электроды состоят из двух основных точек, называемых катодом и анодом, которые описывают направление протекания тока.

Объяснение анода и катода

Давайте обсудим, что именно означают катод и анод. Оба эти термина могут быть определены потоком тока. Катод — это электрод, с которого ток выходит из поляризованного электрического устройства. Точно так же анод можно описать как электрод, от которого ток поступает в поляризованное электрическое устройство.

 

Термины «катод» и «анод» были окончательно определены в 1834 году Уильямом Уэвеллом.Он адаптировал слова из греческого слова (названный, kathodos), «путь вниз» или «спуск». Уильям консультировался с Майклом Фарадеем при создании терминов.

 

Графическое изображение катода и анода приведено ниже.

 

Что такое катод?

Когда мы говорим о катоде в химии, то говорят, что это электрод, на котором происходит восстановление. В электрохимической ячейке это обычное дело. Здесь катод отрицательный из-за подводимой к ячейке электрической энергии, что приводит к разложению химических соединений.Однако он также может быть положительным, как в случае с гальваническим элементом, где химическая реакция имеет тенденцию к выработке электрической энергии. Поток тока на границе раздела катода фактически представляет собой поток электронов с поверхности катода в раствор.

 

Также говорят, что катод бывает холодным или горячим катодом. Катод, который нагревается в присутствии нити накала для испускания электронов с помощью термоэлектронной эмиссии, называется горячим катодом, тогда как холодные катоды не нагреваются никакой нитью.В общем, катод помечается как «холодный», если он испускает больше электронов, чем электронов, генерируемых только термоэлектронной эмиссией.

 

Пример катода

  • Электролитическая ячейка: в электролитической ячейке на катоде появляется отрицательная полярность. Чистый металл или газообразный водород из ионов металла являются результатом восстановления на катоде. При рассмотрении относительной восстанавливающей способности двух окислительно-восстановительных реакций та, которая приводит к образованию большинства восстанавливающих частиц, является более катодной по сравнению с другой, которая сама легко восстанавливается.

  • Гальванический элемент: Катод действует как положительный электрод в гальваническом элементе. Он полностью подключен, чтобы цепь могла быть завершена. Анод гальванического элемента испускает электроны, которые достигают ячейки через цепь катода.

  • Металлический катод для гальванического покрытия (электролиз): после восстановления ионов металла они образуют поверхность чистого металла на катоде. Материал, который необходимо покрыть чистым металлом, прикрепляется к катоду и становится частью катода в растворе.

 

Что такое анод?

Анод в электрохимии определяется как точка, в которой происходит реакция окисления. В общем, на аноде анионы или отрицательные ионы из-за своего электрического потенциала имеют тенденцию вступать в реакцию и отдавать электроны. Затем эти электроны движутся вверх и попадают в управляющую цепь.

 

Если рассматривать гальванический элемент, то анод имеет отрицательную природу, и в основном электроны движутся к внешней части цепи.В то время как в электролитической ячейке он задается как положительный. Кроме того, анодом может быть проволока или пластина, имеющие избыточный положительный заряд.

 

Пример анода

  1. Анод действует как отрицательно заряженная клемма в гальваническом элементе или в разрядной батарее, поскольку ток течет в элемент через катод. Ток, который течет внутрь, переносится электронами, которые текут наружу. Отрицательный заряд, протекающий в одном направлении, эквивалентен положительному заряду, протекающему в противоположном направлении.

  2. В перезаряжаемой батарее анод действует как положительная клемма, которая получает ток от внешнего генератора. Течение тока внутри батареи противоположно направлению тока во время разрядки в перезаряжаемой батарее. Таким образом, катод на время разряда батареи становится анодом, пока батарея заряжается от внешнего генератора.

  3. Анод также действует как положительная клемма, где ток течет в устройство через диод.По протеканию тока в прямом направлении определяется наименование электродов диода.

  4. Анод является клеммой, когда ток поступает в трубку в вакуумных или газонаполненных трубках.

Давайте обсудим некоторые ключевые различия между анодом и катодом:

Разница между анодом и катодом

Катод

Анод

катодом представляет собой электрод, из которого вытекает или выдается электричество.

Анод — это электрод, на который подается электричество.

Катод представляет собой электрод с отрицательной стороной.

Анод представляет собой электрод с положительной стороной.

Катод действует как акцептор электронов.

Анод действует как донор электронов.

Восстановление происходит на катоде в электролизере.

Окисление происходит на аноде в электролизере.

Катод может стать анодом в гальванических элементах.

Анод может стать катодом в гальванических элементах.

 

Зарядка на аноде и катоде

На аноде наблюдается реакция окисления. Окисленные частицы потеряли бы электроны, оставив этот электрод с скоплением электронов. Таким образом, анод заряжается отрицательно. Но, в отличие от катода, существует восстановительная реакция, при которой восстановленные виды получают электроны.Следовательно, электрод, то есть катод, лишен электронов и поэтому заряжен положительно.

 

Причина, по которой катод считается отрицательным, а анод положительным

Это связано с тем, как они были определены первоначально, что датируется временем, предшествующим открытию электрона. Катод происходит от греческого слова «катодос», что означает «путь вниз», поскольку это клемма, с которой обычный ток («течет» от положительного электрода к отрицательному, противоположному направлению движения электрона) покидает устройство (с анод является терминалом, куда входит обычный ток).

 

Катод не всегда положительный или отрицательный. Но в разряжающейся батарее катод действует как положительный вывод, а в вакуумной лампе или диоде катод действует как отрицательный вывод, поскольку обычный ток входит в них через анод или положительный вывод.

 

Заряды катода и анода гальванического элемента

Окислительно-восстановительные реакции в обоих полуэлементах гальванического элемента протекают самопроизвольно. На катоде происходит восстановление, создающее положительный заряд и расходующее электроны.Тогда как на аноде происходит реакция окисления и избыточные электроны создают отрицательный заряд.

Положительный ли катод в электролитической ячейке?

1: Электролитическая ячейка. Батарея перекачивает электроны от анода (делая положительным ) в катод (делая его отрицательным).

Положительный или отрицательный катод в электролитической ячейке?

В электролитической ячейке отрицательный заряд находится на катоде , а положительный заряд — на аноде.Поскольку электролитической ячейке требуется энергия для продолжения реакции, мы толкаем электроны против градиента их потенциала.

Почему катод положительный в электролизере?

На катоде, с другой стороны, происходит реакция восстановления, которая потребляет электроны (оставляя положительные (металлические) ионы на электроде) и, таким образом, приводит к накоплению положительного заряда в ходе реакции до тех пор, пока достигается электрохимическое равновесие. Таким образом, катод положительный.

Что такое катод в электролизере?

В обоих типах электрохимических элементов анодом является электрод, на котором происходит полуреакция окисления, а катодом является электрод, на котором происходит полуреакция восстановления . Гальванический элемент преобразует химическую энергию в электрическую.

Положительный или отрицательный анод в электролизере?

В электрохимии анод — это место, где происходит окисление, и контакт положительной полярности в электролитической ячейке.На аноде анионы (отрицательные ионы) под действием электрического потенциала вынуждены вступать в химическую реакцию и испускать электроны (окисление), которые затем текут вверх и попадают в управляющую цепь.

Почему катод электролизера отрицательный?

1: Электролитическая ячейка. Батарея перекачивает электроны от анода (делая его положительным) к катоду (делая его отрицательным). Положительный анод притягивает к себе анионы, а отрицательный катод притягивает к себе катионы .

Катодный луч положительный или отрицательный?

Катодные лучи представляют собой пучок отрицательно заряженных электронов, движущихся от отрицательного конца электрода к положительному концу в вакууме через разность потенциалов между электродами. Как работают катодные лучи? Катод — отрицательный электрод, Анод — положительный электрод.

Почему в гальваническом элементе катод положительный, а в электролитическом — отрицательный?

Потому что гальванический элемент является элементом, производящим энергию (электричество).Причем, на аноде всегда происходит окисление , а на катоде всегда восстановление . Итак, анод отрицательный, а катод положительный.

Имеет ли катод положительный заряд?

Катод — это электрод, через который выдается или вытекает электричество. Анод обычно является положительной стороной . Катод — отрицательная сторона. Он действует как донор электронов.

Как называется положительный электрод в электролизе?

анод
Положительно заряженные ионы перемещаются к отрицательному электроду, а отрицательно заряженные ионы перемещаются к положительному электроду.Отрицательный электрод называется катодом, а положительный электрод называется анодом . Ионы разряжаются на электродах, производящих элементы. Этот процесс называется электролизом.

Всегда ли анод положительный?

Анод не всегда положительный . Это электрод, на котором происходит окисление (потеря электронов). Отрицательно заряженные ионы мигрируют к аноду, теряя электроны (окисляются). Заряд на аноде зависит от типа элемента.

Почему в электролизере анод заряжен положительно?

В электролитической ячейке (используемой для электролиза) анод заряжен положительно. Это связано с тем, что электрод, подключенный к положительной клемме батареи, находится там, где отрицательно заряженные ионы теряют электроны , то есть окисляются.

Как узнать, положительный электрод или отрицательный?

Обычно черная линия является ОБЩЕЙ, а красная линия иногда помечается буквой V.Прикрепите линии, как вы хотите, к электрохимической ячейке. Если напряжение положительное, то красная линия — это анод (отрицательный), а черная линия — это катод (положительный) .

Что делает электрод положительным или отрицательным?

Электрод с более высоким потенциалом называется положительным , электрод с более низким потенциалом называется отрицательным. Электродвижущая сила, ЭДС в В, батареи представляет собой разницу между потенциалами положительного и отрицательного электродов, когда батарея не работает.

Как определить катод и анод в электрохимической ячейке?

Анод: Анод — это место, где протекает реакция окисления . В приведенной выше реакции анодом является Cu(s), так как степень окисления увеличивается с 0 до +2. Катод: на катоде протекает реакция восстановления. Именно здесь металлический электрод получает электроны.

Катодные лучи состоят из электронов?

Катодные лучи (электронный пучок или электронный пучок) — это потоков электронов, наблюдаемых в разрядных трубках.Томсон показал, что катодные лучи состоят из ранее неизвестной отрицательно заряженной частицы, которую позже назвали электроном.

Катодные лучи состоят из электромагнитных волн?

Когда было установлено, что катодные лучи — это не просто незаряженные электромагнитные волны, предполагалось, что они представляют собой «молекулярные потоки» — потоки ионов того же типа, что и при электролизе. Теперь, по-видимому, катодные лучи были частицами меньше самого маленького атома!

Что такое катод и анод?

Анод представляет собой отрицательный или восстановительный электрод, который высвобождает электроны во внешнюю цепь и окисляется во время электрохимической реакции.Катод — это положительный или окислительный электрод, который получает электроны из внешней цепи и восстанавливается в ходе электрохимической реакции.

Какое утверждение неверно для электролиза?

Анионы восстанавливаются во время электролиза , что неверно для электролиза. Объяснение: Электролизом называется процесс, при котором электрический ток проходит через вещество. Это вызывает химические изменения.

Является ли анод положительным или отрицательным при электрофорезе?

Пояснение: Гель-электрофорез — это метод, используемый для разделения молекул по размеру или заряду.В гель-электрофорезе положительный полюс называется анодом , а отрицательный полюс называется катодом; следовательно, заряженные частицы будут мигрировать в соответствующие узлы.

Положителен ли анод в гальваническом элементе?

Анод в электрохимической ячейке отрицательный, потому что он имеет отрицательный потенциал по отношению к раствору, в то время как анод в электролитической ячейке положительный, потому что он подключен к положительной клемме батареи.

Похожие сообщения:

  1. Сколько клубов есть в Университете Маршалла?
  2. Какой усилитель использовал Джордж Линч?
  3. Сколько стоит чехол для гитары?
  4. Какой канал Cbs Sports Network на Directv?
  5. Что такое латексный матрас Talalay?
  6. Как обновить прошивку Gtx?
  7. Что означает La во французских именах?
  8. Может ли Рой Кларк играть на любом инструменте?
  9. Какой балл Sat вам нужен, чтобы прийти в форму?
  10. Где производятся ботинки Dunlop?

Катод положительный или отрицательный ион? — Первый законкомик

Является ли катод положительным или отрицательным ионом?

Разница между анодом и катодом

Анод Катод
Анод — это электрод, через который проходит электричество. Катод — это электрод, из которого выдается или вытекает электричество.
Анод обычно положительный. Катод — отрицательная сторона.
Действует как донор электронов. Действует как акцептор электронов.

Что катод (-) делает с ионами?

Катод является донором электронов и может вызывать восстановление. Отрицательно заряженный электрод будет притягивать к себе положительные ионы (катионы) из раствора.Он может отдавать часть своих избыточных электронов таким катионам или другим веществам в электролизуемой жидкости.

Является ли катод отрицательной клеммой?

катод, отрицательный вывод или электрод, через который электроны входят в нагрузку постоянного тока, такую ​​как электролитическая ячейка или электронная трубка, и положительный вывод батареи или другого источника электрической энергии, через который они возвращаются.

Почему катод отрицательный, а катион положительный?

Итак, катион пойдет к катоду и, поскольку он заряжен отрицательно, примет от него электрон и превратится в нейтральный атом.Точно так же анион пойдет к аноду, и, поскольку он заряжен положительно, он потеряет электрон и станет нейтральным. Таким образом, катод отрицательный, а анод положительный.

Почему катод отрицательный?

Катод подключается к отрицательной клемме аккумулятора. Поскольку обычный ток течет от положительного полюса к отрицательному полюсу батареи, электроны поступают на катод. Следовательно, он отрицательный.

Что такое отрицательный электрод?

1. Отрицательный электрод в электролизере, к которому притягиваются положительно заряженные частицы.Катод имеет отрицательный заряд, потому что он подключен к отрицательно заряженному концу внешнего источника питания.

Почему в аккумуляторе отрицательный анод?

В разряжающейся батарее или гальваническом элементе (схема слева) анод является отрицательной клеммой, поскольку через него в элемент протекает обычный ток. В перезаряжаемой батарее или электролитическом элементе анод представляет собой положительную клемму, которая получает ток от внешнего генератора.

Является ли анод отрицательным электродом?

анод, клемма или электрод, с которого электроны покидают систему.В батарее или другом источнике постоянного тока анодом является отрицательная клемма, а в пассивной нагрузке — положительная клемма.

Что такое положительный и отрицательный электрод?

Электрод с более высоким потенциалом называется положительным, электрод с более низким потенциалом — отрицательным. Электродвижущая сила, ЭДС в В, батареи представляет собой разницу между потенциалами положительного и отрицательного электродов, когда батарея не работает.

Почему анод отрицательный, а катод положительный?

Анод в электрохимической ячейке отрицательный, потому что он имеет отрицательный потенциал по отношению к раствору, в то время как анод в электролитической ячейке положительный, потому что он подключен к положительной клемме батареи. …

Катод — wikidoc

Катод представляет собой электрод, через который (положительный) электрический ток течет из поляризованного электрического устройства.Мнемоника: CCD (катодный ток уходит).

Чтобы развеять распространенное заблуждение, часто неправильно выводимое из правильного факта, что во всех электрохимических устройствах положительно заряженные катионы движутся к катоду и/или отрицательно заряженные анионы удаляются от него, полярность катода не всегда отрицательная, а зависит от типа устройства , а иногда даже в каком режиме он работает, как определяется приведенным выше направлением тока на основе универсального определения. Примеры:

  • В разряжающемся аккумуляторе или гальваническом элементе (рисунок) катод является положительной клеммой, через которую вытекает обычный ток.Этот направленный наружу ток переносится внутри положительными ионами, движущимися от электролита к положительному катоду (химическая энергия отвечает за это движение «в гору»). Он продолжается снаружи электронами, движущимися внутрь, отрицательный заряд движется в одну сторону, а положительный ток течет в другую сторону.
  • В перезаряжаемой батарее или электролитическом элементе катод представляет собой отрицательную клемму, которая посылает ток обратно во внешний генератор.
  • В диоде это отрицательная клемма на заостренном конце символа стрелки, через которую из устройства вытекает ток.Обратите внимание, что обозначения электродов для диодов всегда основаны на направлении прямого тока (направление стрелки, в котором ток течет «наиболее легко»), даже для таких типов, как стабилитроны или солнечные элементы, где интерес представляет собой обратный ток. Текущий.
  • В электронно-лучевой трубке это отрицательный вывод, через который втекают электроны, т. е. через который выходит ток из устройства.

Электрод, через который ток течет в обратном направлении (в устройство), называется анодом.

Этимология

Слово было придумано в 1834 году от греческого κάθοδος ( kathodos ), «спуск» или «путь вниз», Уильямом Уэвеллом, с которым [1] консультировался Майкл Фарадей по поводу некоторых новых имен, необходимых для завершения Статья о недавно открытом процессе электролиза. В этой статье Фарадей объяснил, что, когда электролитическая ячейка ориентирована так, что электрический ток проходит через «разлагающееся тело» (электролит) в направлении «с востока на запад, или, что усилит эту помощь памяти, направление, в котором солнце кажется движущимся», катод находится там, где ток выходит из электролита, на западной стороне: « ката вниз, `одос путь; путь, по которому садится солнце» ( [2] , перепечатано в [3] ).

Использование слова «Запад» для обозначения направления «вне» (фактически «вне» → «Запад» → «закат» → «вниз») может показаться излишне надуманным. Ранее, как указано в первой ссылке, процитированной выше, Фарадей использовал более простой термин «исход» (дверь, через которую выходит ток). Его мотивация изменить его на что-то, означающее «западный электрод» (другими кандидатами были «westode», «occiode» и «dysiode»), заключалась в том, чтобы сделать его невосприимчивым к возможному более позднему изменению соглашения о направлении тока, точная природа которого в то время не было известно.Ориентиром, который он использовал для этого, было направление магнитного поля Земли, которое в то время считалось неизменным. Он принципиально определил свою произвольную ориентацию ячейки как такую, при которой внутренний ток будет течь параллельно и в том же направлении, что и гипотетическая петля намагничивающего тока вокруг местной линии широты, которая индуцирует магнитное дипольное поле, ориентированное как Земля. Это сделало внутренний ток с востока на запад, как упоминалось ранее, но в случае более позднего изменения конвенции он стал бы с запада на восток, так что западный электрод больше не был бы «выходом».Поэтому «исход» стал бы неуместным, тогда как «катод», означающий «западный электрод», остался бы правильным по отношению к неизменному направлению фактического явления, лежащего в основе тока, тогда еще неизвестного, но, как он думал, однозначно определяемого магнитным ориентиром. Оглядываясь назад, изменение названия было неудачным не только потому, что одни только греческие корни больше не раскрывают функцию катода, но, что более важно, потому что, как мы теперь знаем, направление магнитного поля Земли, на котором основан термин «катод», зависит к разворотам, тогда как текущее соглашение о направлении, на котором был основан термин «исход», не имеет причин изменяться в будущем.

После более позднего открытия электрона была предложена более легкая для запоминания и более прочная технически правильная, хотя исторически ложная этимология: катод, от греческого kathodos , «путь вниз», «путь (вниз) в клетку (или другое устройство) для электронов».

Поток электронов

Поток электронов всегда идет от анода к катоду вне ячейки или устройства, независимо от типа ячейки или устройства и режима работы, за исключением диодов, где название электрода всегда предполагает, что ток течет в прямом направлении (направление, указанное стрелкой символ), т.т. е. электроны текут в противоположном направлении, даже когда диод ведет себя в обратном направлении либо случайно (пробой обычного диода), либо намеренно (пробой стабилитрона, фототок фотодиода или солнечного элемента).

Химический катод

В химии катод — это (отрицательный или положительный, в зависимости от того, является ли ячейка электролитической или гальванической) электрод электрохимической ячейки, на котором происходит восстановление (электроны добавляются к катионам для завершения валентной оболочки или связи).Катод отдает электроны положительно заряженным катионам, которые текут к нему из электролита (даже если ячейка гальваническая, т. е. когда катод положительный и, следовательно, можно ожидать, что он будет отталкивать положительно заряженные катионы; это связано с относительным потенциалом электрода). раствор электролита различен для анодной и катодной систем металл/электролит в гальваническом элементе).

Электролизер

В электролитической ячейке катод — это место, где применяется отрицательная полярность для управления ячейкой.Обычными результатами восстановления на катоде являются газообразный водород или чистый металл из ионов металла.

Гальванический элемент

В гальваническом элементе к катоду подключается положительный полюс, чтобы обеспечить замыкание цепи: когда анод гальванического элемента испускает электроны, они возвращаются из цепи в элемент через катод.

Металлический катод для гальванического покрытия

Когда ионы металлов восстанавливаются из ионного раствора на катоде, они образуют на катоде чистую металлическую поверхность.Предметы, которые должны быть покрыты чистым металлом, прикрепляются к катоду и становятся его частью в растворе электролита.

Катод для электроники и физики

В физике или электронике катод — это электрод, испускающий электроны в устройство.

Вакуумные трубки

В вакуумной трубке или электронной вакуумной системе катод испускает свободные электроны. Электроны извлекаются из металлических электродов либо путем нагревания электрода, вызывающего термоэлектронную эмиссию, либо путем приложения сильного электрического поля и вызывающего автоэлектронную эмиссию.Электроны могут испускаться и с электродов из некоторых металлов, когда на них падает свет с частотой большей, чем пороговая частота. Этот эффект называется фотоэлектрической эмиссией.

Холодные катоды и горячие катоды

Катоды, используемые для автоэлектронной эмиссии в электронных лампах, называются холодными катодами . Нагреваемые электроды или горячие катоды , часто называемые нитями накала, встречаются гораздо чаще. В большинстве радиоприемников и телевизоров до 1970-х годов для выбора и обработки сигнала использовались электронные лампы с катодом накаливания; по сей день горячий катод образует источник электронного луча (лучей) в электронно-лучевых трубках во многих телевизорах и компьютерных мониторах.Излучатели горячих электронов также используются в качестве электродов в люминесцентных лампах и в исходных трубках рентгеновских аппаратов.

Диоды

В полупроводниковом диоде катодом является N-легированный слой PN-перехода. Первоначально слой, легированный азотом, поставляет электроны для потока в переход (легированный азотом для носителей отрицательного заряда). Электроны, создаваемые слоем, легированным азотом, объединяются с «дырками», поступающими из слоя, легированного фосфором. Объединение электронов и дырок создает «обедненную» зону на стыке, оставляя на катоде тонкий слой положительных ионов, который придает базовый положительный заряд катодной стороне стыка устройства.(Анодная сторона имеет базовый отрицательный заряд на стыке, поскольку она поставляет «дырки» в рекомбинантную область, а легированные ионы имеют на один электрон больше, чем их электронная оболочка полной валентности). По мере того как к катоду прикладывается отрицательный заряд из цепи, внешней по отношению к диоду, больше ионов, легированных азотом, могут поставлять электроны в рекомбинантную область, и диод становится проводящим, что позволяет электронам течь через диод от катода к анод (электроны перетекают со стороны, легированной N, на сторону, легированную P, когда смещение преодолевается).Как и в типичном диоде, в стабилитроне есть фиксированные анод и катод, но он будет проводить ток в обратном направлении (электроны от анода к катоду), если его пробой или напряжение Зенера превышено.

См. также

Каталожные номера

  1. ↑ Росс, С., Фарадей консультируется с учеными: происхождение терминов электрохимии в Notes and Records of the Royal Society of London (1938-1996) , Volume 16, Number 2 / 1961, Pages: 187 — 220, [1] консультации 22 декабря 2006 г.
  2. ↑ Фарадей, Майкл, Экспериментальные исследования электричества.Седьмая серия, Философские труды Лондонского королевского общества (1776-1886) , том 124, 1 января 1834 г., стр. 77, [2], консультации 27 декабря 2006 г. (в которой Фарадей вводит слова электрод , анод , катод , анион , катион , электролит , электролиз )
  3. ↑ Фарадей, Майкл, Experimental Researchs in Electricity , Volume 1, 1849, перепечатка серий с 1 по 14, Гутенберг в свободном доступе.org стенограмма [3] просмотрена 11 января 2007 г.

Внешние ссылки


Шаблон: Исходники WikiDoc

ast:Cátodu бг:Катод бс: Катода cs: Катода да: Катоде де: Катод э: Катодо fi:Катоди gl:Катодо час: Катода идентификатор: Катода ио:Катодо есть: Бакскаут это:Катодо lt: Катодас lv:Катоды nl: Катод нет: Катоде ноя: Катоде ш: Катода ск:Катода sl: Катода ср:Катода sv: Катод th:แคโทด Великобритания: Катод

Что такое отрицательный катод? (с картинками)

Отрицательный катод — один из двух первичных электродов в электронных лампах.Он высвобождает отрицательные ионы, которые притягиваются к положительному аноду. Отрицательный катод может быть горячим или холодным катодом. В то время как горячий катод обычно нагревается вольфрамовой нитью, обернутой вокруг него, холодный катод не нагревается напрямую, а вместо этого в конечном итоге достигает повышенных температур во время своей работы. Даже если холодный катод не нагревается напрямую, он может работать при высокой температуре, потому что температура внутри корпуса будет продолжать расти, когда через катод протекает ток.

Горячий и отрицательный катод используется в электронно-лучевой трубке (ЭЛТ), специальной вакуумной трубке.ЭЛТ используются для осциллографов и ламповых телевизионных (ТВ) экранов. Положительная сторона ЭЛТ находится под напряжением до 25 000 вольт (В) на стороне экрана. Горячий катод в задней части трубки находится внутри корпуса, называемого пушкой. Электрон из горячего катода испускается и попадает внутрь экрана после точного отклонения магнитным или электрическим полем по вертикальной и горизонтальной оси.

Магнетрон — это устройство с отрицательным катодом, используемое для генерации и усиления радиочастот в повышенных диапазонах частот, называемых микроволнами.В нем используется металлическое ограничение особой геометрии, называемое полостью. Резонатор вместе с постоянным магнитным полем генерирует микроволновую энергию, которую можно использовать для радаров и микроволновых печей.

Один вариант холодного катода используется для освещения.При выборе различных люминофорных покрытий ионы, генерируемые холодным катодом, могут давать различные цвета. Обычно указывается цвет катода.

Батареи работают с положительным катодом и отрицательным анодом. Материал катода для перезаряжаемой батареи способен приспосабливаться к повторяющимся циклам зарядки и разрядки. Отрицательные заряды батареи поступают на материал катода и на нагрузку батареи.Полярность катода определяется зарядами, достигающими его.

Диод — это твердотельное устройство, которое действует как односторонний клапан для электрических зарядов.Отрицательный катод состоит из полупроводника отрицательного (N) типа со свободными электронами, а анод состоит из полупроводника положительного (P) типа, в котором отсутствуют электроны. Схематический символ диода указывает на анод в виде стрелки, указывающей на катод, а направление стрелки указывает на противоположное потоку электронов, который называется потоком дырок.

Что такое катод аккумулятора?

Катод – это вывод, через который электрический ток выходит из поляризованного электрического устройства, при этом направление электрического тока противоположно направлению потока электронов.Таким образом, электроны обтекают катодный вывод, а ток течет далеко от него.

Помните, что полярность катода не всегда отрицательная и зависит от типа используемого устройства и даже может различаться в зависимости от режима работы устройства. Например: у гаджета, потребляющего энергию, катод заряжен отрицательно, а у гаджета, вырабатывающего энергию, катод положительный. Следуя той же концепции, разряжающаяся батарея содержит катод, который является положительным электродом, терминалом, на котором происходит электрохимическое восстановление.Электрохимическое восстановление — это химическая реакция, вызывающая перенос электронов между молекулами. Из-за этого восстановления, которое вызывает протекание тока, катионы (положительно заряженные ионы) из раствора электролита и электроны из цепи движутся к катоду.

Давайте обсудим эту концепцию с помощью литий-ионных аккумуляторов. Литий-ионные аккумуляторы включают систему двойной интеркаляции, т. е. и анод, и катод имеют структуру, позволяющую извлекать и обратимо вводить катионы лития.На базовом уровне существуют различные материалы, которые подвергаются обратимой интеркаляции и могут служить идеальными материалами для катода батареи. Некоторые из примеров катодного материала, используемого в современных литий-ионных батареях, включают: LiCoO2, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NMC), LiNi0,8Co0,15Al0,05O2 (NCA), LiFePO4 (LFP) и LiMn2O4 и варианты (LMO), каждый из которых имеет свой собственный набор достоинств. Выбор материала катода существенно влияет на стоимость и производительность литий-ионной батареи.

Три критерия выбора материала включают:

а) Простота и удобство обращения
б) Материал должен быть стабилен на воздухе при комнатной температуре.
c) Материал должен отвечать экологическим требованиям и требованиям по токсичности.

Статьи по теме:

Клеммы аккумулятора

Анод батареи

Аккумуляторный электролит

Металлы, используемые в батарее

Чтение EAP

Чтение EAP

Электричество помогает химии: гальваническое покрытие

Жидкость, которая разлагается при прохождении через нее электрического тока, называется электролитом . Процесс называется электролизом, и две проволоки или пластины, погруженные в электролит, называются электродами . Электрод, соединенный с положительным полюсом элемента или батарея называется анодом . Электрод, который подключается к отрицательный полюс батареи называется катодом .


Давайте посмотрим, что происходит, когда два медных электрода используются в растворе. медного купороса.Цепь показана на схеме. Правая диаграмма показаны два медных электрода, погруженные в раствор сульфата меди, содержащийся в стеклянной банке. Ток поступает через анод (+), проходит через раствор, входит в катод (-), а затем выходит из катода, как показано стрелкой. В на левой диаграмме V представляет собой стеклянный сосуд, содержащий сульфат меди. (электролит), а два электрода отмечены + для анода и — для катод. Когда переключатель S замкнут, ток течет от клеммы — батареи B в направлении стрелки к аноду (+) V, через раствора к катоду (-), затем по цепи через S обратно к минусовая клемма аккумулятора Б.

Перед началом этого эксперимента вес двух медных пластин, должны быть использованы для анода и катода должны быть тщательно записаны для будущая ссылка. Затем поместите анод и катод в раствор медного купороса. и подключите их к аккумулятору B и переключателю S. Затем переключатель помещается в положении «включено», и ток может течь по цепи около получаса. Затем анод и катод удаляют и тщательно сушат. промокательной бумагой перед повторным взвешиванием.

Вы обнаружите, что произошла удивительная вещь. Анод теперь весит на несколько миллиграммов меньше, чем раньше, а катод весит на несколько миллиграммов больше чем прежде. Вес, потерянный анодом, точно равен выигрышу в вес на катоде. Каким-то странным образом несколько миллиграммов меди снимается с анода и проносится через электролит током и, наконец, прочно прикрепились к катоду. это самое захватывающее открытием, потому что мы научились использовать электрический ток для передачи крошечных частиц меди от анода к катоду.

Промышленность девятнадцатого века вскоре нашла применение этому захватывающему открытию. к нашей повседневной жизни. Ученые обнаружили, что многие другие металлы могут переноситься от анода к катоду. Анод должен был быть изготовлен из металла, который желателен. для переноса на катод, а электролит должен быть подходящим раствором или соль металла. Тогда катод всегда покрывался металлом из анод. Медь, серебро, золото, никель, цинк и хром можно использовать в этот процесс, который называется гальванопокрытием.Гальваническое покрытие широко используется в промышленности по ряду причин. Во-первых, он используется для украшения. Покрытия из никеля, золота, серебра или хрома придают изделиям приятный блестящий вид и заставить их выглядеть намного дороже. Корпуса часов и столовые приборы часто покрыты гальваническим покрытием. с серебром или золотом, чтобы придать им нарядный вид, чтобы они стали привлекательными потенциальным покупателям. Рули велосипедов и блестящая фурнитура автомобилей Также привлекательна благодаря никелированию и хромированию.

Это подводит нас ко второй причине использования гальванического покрытия – в качестве защиты. против ржавчины или коррозии. Железо и сталь легко подвергаются коррозии при воздействии атмосфера. Детали автомобилей и блестящие детали велосипедов покрыты гальваническим покрытием. главным образом по этой причине, чтобы они могли противостоять сильному износу ежедневного использования. Цинк образует защитный слой для листов железа. процесс гальванопокрытия, который мы сейчас называем гальванопокрытием. Листы из оцинкованного железа гораздо лучше противостоят влиянию ветра и непогоды, чем листы из железа.Олово также используется в качестве защитного средства. Листы тонкого железа покрыты олово и используется для консервирования фруктов и варенья, а также для всех видов «жестяных» банок, используемых в промышленности и торговле. Подводя итог, можно сказать, что промышленность использовала процесс сначала гальванопокрытие для защиты металлических поверхностей, которые в противном случае подверглись бы коррозии; а во-вторых, придать красивый и привлекательный вид полезным изделиям. В результате наши велосипеды и автомобили, наши часы и столовые приборы, наши здания и материалы изготовления служат намного дольше и намного приятнее на вид в.

Процесс электролиза используется для производства очень чистых образцов. металла. Большинство металлов, используемых в промышленности, содержат много примесей. Около 1 млн. тонн рафинированной меди производится каждый год путем электролиза. В таком случае анод состоит из сырой меди, а катод — из тонких листов чистой меди. По мере прохождения тока чистая медь с анода переходит на катод, и все примеси опадают с анода в виде грязи. Таким образом чистая медь собирается на одном электроде, а мутный осадок, падающий с катода, опускается на дно чана и периодически вынимается.

Алюминий

настолько широко используется сегодня, что мы едва ли можем вспомнить времена, когда это было недоступно. Однако несколько лет назад он был дорогим металлом, потому что был найден удовлетворительный метод коммерческого производства. Алюминиевые руды настолько распространены в природе, что ученые и инженеры предприняли множество попыток найти дешевый и удобный способ их переработки. Проблема была наконец решена электролизом с использованием угольного анода и алюминиевых руд, которые были плавится при температуре около 1000 ÷ С, как электролит.Алюминий теперь в изобилии, и каждый день он используется по-новому.

Электролиз имеет важное промышленное применение в полиграфии, поскольку он часто используется для изготовления «блоков», из которых печатаются изображения и шрифт. Восковая форма сначала изготавливается из печатного блока, который необходимо воспроизвести. С воск не проводит электричество, его посыпают графитом, чтобы поверхность становится проводником и может действовать как катод. Затем эта форма становится катод, на который с анода осаждается медь или хром.Когда воск вынут из электролита и покрыт тонкой металлической оболочкой. Воск удаляется при нагревании, а металлическая оболочка действует как форма, в которую можно заливать расплавленный металл. Плиты, изготовленные таким образом, очень износостойкие. и может быть использован для печати многих тысяч экземпляров газет, журналов и журналы.

(из General Science Н. Ахмада, В. Ф. Хокинса и В. М. Заки.)

.

0 comments on “Катод это плюс или минус: что это такое, как их определить, применение

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.