Amaliy elektronika bilan shug'ullanuvchilar elektr ta'minotining anod va katodini bilishlari kerak. U nima va qanday nomlanadi? Nima uchun aynan? Mavzu nafaqat havaskor radio, balki kimyo nuqtai nazaridan ham chuqur ko'rib chiqiladi. Eng mashhur tushuntirish - anod musbat elektrod, katod esa salbiy. Afsuski, bu har doim ham to'g'ri va to'liq emas. Anod va katodni aniqlay olish uchun siz nazariy asosga ega bo'lishingiz va nima va qandayligini bilishingiz kerak. Keling, buni maqola doirasida ko'rib chiqaylik.
Anod
Keling, kimyoviy oqim manbalari bilan bog'liq bo'lgan GOST 15596-82 ga murojaat qilaylik. Biz uchinchi sahifada joylashtirilgan ma'lumotlarga qiziqamiz. GOSTga ko'ra, anod kimyoviy oqim manbaining salbiy elektrodidir. Bo'ldi shu! Nima uchun aynan? Gap shundaki, u orqali elektr toki tashqi zanjirdan manbaning o'ziga kiradi. Ko'rib turganingizdek, hamma narsa birinchi qarashda ko'rinadigan darajada oson emas. Maqolada keltirilgan rasmlarni diqqat bilan ko'rib chiqish tavsiya etiladi, agar mazmuni juda murakkab bo'lib tuyulsa - ular muallif sizga nimani etkazmoqchi ekanligini tushunishga yordam beradi.
Katod
Xuddi shu GOST 15596-82 ga murojaat qilamiz. musbat elektrodKimyoviy oqim manbai - bu zaryadsizlanganda tashqi zanjirga kiradigan manba. Ko'rib turganingizdek, GOST 15596-82da mavjud bo'lgan ma'lumotlar vaziyatni boshqa nuqtai nazardan ko'rib chiqadi. Shuning uchun, ba'zi inshootlar haqida boshqalar bilan maslahatlashganda juda ehtiyot bo'lish kerak.
Atamalarning paydo boʻlishi
Ular 1834-yil yanvar oyida Faraday tomonidan noaniqlikdan qochish va aniqroqlikka erishish uchun kiritilgan. Shuningdek, u Quyosh misolidan foydalanib, o'zining yodlash versiyasini taklif qildi. Demak, uning anodi quyosh chiqishi. Quyosh yuqoriga ko'tariladi (oqim kiradi). Katod - kirish joyi. Quyosh botmoqda (oqim o'chmoqda).
Turba va diyotga misol
Biz nimani belgilash uchun nima ishlatilishini tushunishda davom etamiz. Aytaylik, bizda ushbu energiya iste'molchilaridan biri ochiq holatda (to'g'ridan-to'g'ri aloqada). Shunday qilib, diodning tashqi pallasidan anod orqali elementga elektr toki kiradi. Ammo bu tushuntirish bilan elektronlar yo'nalishi bilan adashmang. Katod orqali elektr toki ishlatilgan elementdan tashqi zanjirga oqib chiqadi. Hozir shakllangan vaziyat odamlar teskari rasmga qarash holatlarini eslatadi. Agar bu belgilar murakkab bo'lsa, ularni faqat kimyogarlar shu tarzda tushunishlari kerakligini unutmang. Endi teskarisini qilaylik. Ko'rinib turibdiki, yarimo'tkazgichli diodlar deyarli oqim o'tkazmaydi. Bu erda mumkin bo'lgan yagona istisno - elementlarning teskari bo'linishi. Va elektrovakuumli diodlar (kenotronlar,radio naychalari) umuman teskari oqim o'tkazmaydi. Shuning uchun (shartli ravishda) ular orqali o'tmaydi, deb hisoblanadi. Shuning uchun rasmiy ravishda diodning anod va katod terminallari o'z vazifalarini bajarmaydi.
Nega chalkashlik bor?
Ayniqsa, oʻrganish va amaliy qoʻllashni osonlashtirish uchun pin nomlarining diod elementlari oʻzlarining almashinish sxemasiga qarab oʻzgarmasligi va ular jismoniy pinlarga “biriktirilgan” boʻlishiga qaror qilindi. Ammo bu batareyalarga taalluqli emas. Shunday qilib, yarimo'tkazgichli diodlar uchun hamma narsa kristalning o'tkazuvchanlik turiga bog'liq. Vakuum naychalarida bu savol filamentning joylashgan joyida elektronlarni chiqaradigan elektrodga bog'langan. Albatta, bu erda ma'lum nuanslar mavjud: masalan, bostiruvchi va zener diodi kabi yarimo'tkazgichli qurilmalar orqali teskari oqim o'tishi mumkin, ammo bu erda maqola doirasidan tashqarida bo'lgan o'ziga xoslik bor.
Elektr batareya bilan ishlash
Bu qayta tiklanadigan elektr energiyasining kimyoviy manbasining chinakam klassik namunasidir. Batareya ikkita rejimdan birida: zaryadlash / tushirish. Bu ikkala holatda ham elektr tokining boshqa yo'nalishi bo'ladi. Ammo elektrodlarning polaritesi o'zgarmasligini unutmang. Va ular turli rollarda harakat qilishlari mumkin:
- Zaryadlash vaqtida musbat elektrod elektr tokini oladi va anod hisoblanadi, salbiy esa uni chiqaradi va katod deb ataladi.
- Agar harakat bo'lmasa, ular haqida gapirishdan ma'no yo'q.
- Ushbu vaqtzaryadsizlanganda, musbat elektrod elektr tokini chiqaradi va katod bo'ladi, salbiy elektrod esa qabul qiladi va anod deb ataladi.
Keling, elektrokimyo haqida bir so'z aytaylik
Bu erda bir oz boshqacha ta'riflar qo'llaniladi. Shunday qilib, anod oksidlanish jarayonlari sodir bo'ladigan elektrod sifatida qabul qilinadi. Va maktab kimyo kursini eslab, boshqa qismda nima sodir bo'layotganiga javob bera olasizmi? Qaytarilish jarayonlari sodir bo'ladigan elektrodga katod deyiladi. Ammo elektron qurilmalarga havola yo'q. Keling, oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarining biz uchun qiymatini ko'rib chiqaylik:
- Oksidlanish. Elektronning zarracha tomonidan qaytarilishi jarayoni mavjud. Neytral musbat ionga aylanadi, manfiy esa neytrallanadi.
- Qayta tiklash. Zarracha tomonidan elektron olish jarayoni mavjud. Musbat neytral ionga, keyin takrorlanganda manfiyga aylanadi.
- Ikkala jarayon ham oʻzaro bogʻlangan (masalan, berilgan elektronlar soni ularning qoʻshilgan soniga teng).
Faraday kimyoviy reaksiyalarda ishtirok etuvchi elementlarning nomlarini ham kiritdi:
- Kationlar. Bu elektrolit eritmasida manfiy qutb (katod) tomon harakatlanuvchi musbat zaryadlangan ionlarning nomi.
- Anionlar. Bu elektrolit eritmasida musbat qutb (anod) tomon harakatlanuvchi manfiy zaryadlangan ionlarning nomi.
Kimyoviy reaksiyalar qanday sodir boʻladi?
Oksidlanish va qaytarilishyarim reaksiyalar fazoda ajratiladi. Elektronlarning katod va anod o'rtasida o'tishi to'g'ridan-to'g'ri amalga oshirilmaydi, balki tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'tkazgichi tufayli elektr toki hosil bo'ladi. Bu erda energiyaning elektr va kimyoviy shakllarining o'zaro o'zgarishini kuzatish mumkin. Shuning uchun, har xil turdagi o'tkazgichlardan (elektrolitdagi elektrodlar) tizimning tashqi sxemasini yaratish uchun metalldan foydalanish kerak. Ko'ryapsizmi, anod va katod o'rtasidagi kuchlanish, shuningdek, bitta nuance mavjud. Va agar ularni to'g'ridan-to'g'ri zarur jarayonni amalga oshirishga to'sqinlik qiladigan element bo'lmasa, kimyoviy oqim manbalarining qiymati juda past bo'lar edi. Shunday qilib, zaryad o'sha sxema bo'yicha o'tishi kerakligi sababli, uskuna yig'ildi va ishlaydi.
Nima: 1-qadam
Endi nima ekanligini aniqlaylik. Keling, Yakobi-Daniel galvanik elementini olaylik. Bir tomondan, u sink sulfat eritmasiga botiriladigan sink elektroddan iborat. Keyin gözenekli qism keladi. Va boshqa tomonda mis elektrod mavjud bo'lib, u mis sulfat eritmasida joylashgan. Ular bir-biri bilan aloqada, lekin kimyoviy xususiyatlar va boʻlinish aralashtirishga imkon bermaydi.
2-qadam: Jarayon
Sink oksidlanadi va elektronlar tashqi zanjir bo'ylab misga o'tadi. Shunday qilib, galvanik element manfiy zaryadlangan anod va musbat katodga ega ekanligi ma'lum bo'ldi. Bundan tashqari, bu jarayon faqat elektronlar "ketadigan" joyga ega bo'lgan hollarda davom etishi mumkin. Gap to'g'ridan-to'g'ri borishdirelektroddan ikkinchisiga o'tish "izolyatsiya" mavjudligini oldini oladi.
3-qadam: Elektroliz
Keling elektroliz jarayonini ko'rib chiqamiz. Uning o'tishi uchun o'rnatish eritma yoki elektrolit eritmasi mavjud bo'lgan idishdir. Unga ikkita elektrod tushiriladi. Ular to'g'ridan-to'g'ri oqim manbaiga ulangan. Bu holda anod musbat qutbga ulangan elektroddir. Bu erda oksidlanish sodir bo'ladi. Salbiy zaryadlangan elektrod katoddir. Qaytarilish reaksiyasi aynan shu yerda sodir bo'ladi.
4-qadam: Nihoyat
Shuning uchun, bu tushunchalar bilan ishlaganda, manfiy elektrodni belgilash uchun 100% hollarda anod ishlatilmasligini doimo hisobga olish kerak. Bundan tashqari, katod vaqti-vaqti bilan ijobiy zaryadini yo'qotishi mumkin. Hammasi elektrodda qanday jarayon sodir bo'lishiga bog'liq: qaytaruvchi yoki oksidlovchi.
Xulosa
Hammasi shunday - unchalik qiyin emas, lekin oson deb ayta olmaysiz. Biz galvanik elementni, anodni va katodni sxema nuqtai nazaridan ko'rib chiqdik va endi siz quvvat manbalarini ish vaqti bilan ulashda muammolarga duch kelmasligingiz kerak. Va nihoyat, siz uchun yana qimmatli ma'lumotlarni qoldirishingiz kerak. Siz har doim katod potentsiali / anod potentsialidagi farqni hisobga olishingiz kerak. Gap shundaki, birinchisi har doim bir oz katta bo'ladi. Buning sababi, samaradorlik 100% ko'rsatkich bilan ishlamaydi va to'lovlarning bir qismi tarqaladi. Aynan shuning uchun siz batareyalarni zaryadlash va zaryadlash soni bo'yicha cheklovga ega ekanligini ko'rishingiz mumkinzaryadsizlanish.
