Obvod: Víme, co je ANODA? a co je to katoda? / Teorie, měření a výpočty / Komunita

Tento článek se zrodil jako analýza článku: „B.G. Khasapova – Víme, co je ANODA?»
“Autor článku se nejvíce bojí, že nezkušený čtenář nepřečte nad rámec názvu. Mnoho lidí se domnívá, že definice pojmů anoda a katoda zná každý gramotný člověk. Ale málo věcí se najde horší poloviční znalosti. (pozn.: tomu se říká „lež“ – povrchní a zkreslené poznání) V používání pojmů ANODA a KATODA je nespočet chyb. »

V elektronice

„Katoda je záporná elektroda, anoda je kladná elektroda“? Ne, je to lež!

„GOST 15596-82. CHEMICKÉ PROUDOVÉ ZDROJE. Termíny a definice“ na straně 3 uvádí přesná definice„Záporný elektroda zdroje chemického proudu je elektroda, která při vybití zdroj je anoda„[Skrze něj vstupuje elektrický proud do zdroje z vnějšího obvodu].
To samé,“Pozitivní elektroda zdroje chemického proudu je elektroda, která při vybití zdroj je katoda„[Skrze něj proudí elektrický proud ze zdroje do vnějšího okruhu].

Samotné termíny zavedl M. Faraday (v lednu 1834, „aby se zabránilo dvojznačnosti a nejistotě a také kvůli větší přesnosti“): „Povrchy, na kterých elektrický proud vstupuje a vystupuje z látky, jsou velmi důležitá místa působení a je třeba je odlišit od pólů. Pokud by elektrický proud protékal podél rovníku ve směru zdánlivého pohybu slunce: nazýváme povrch, který je nasměrován k východní anodě, a ten, který směřuje na západ, je katoda.“ Přibližná interpretace: „anoda – SUNRISE, dráha slunce je nahoře – proud vstupuje“, „katoda – SUNSET, dráha slunce je dole – proud vychází“. Tyto pojmy velmi nepřímo souvisí s tzv. směr proudu, takže je lepší si zapamatovat definici GOST nebo následující:

V rádiové trubici/diodě (spotřebič elektřiny) PŘÍMO ZAPNUTO („v otevřeném stavu“): v Anoda – [z vnějšího okruhu, do prvku] vstupuje elektrický proud. (Neplést se směrem elektronů!) Katoda – podle toho elektroda, ze které vystupuje elektrický proud [do vnějšího okruhu, z prvku].

Poznámka: Při ON REVERSE (když se „ventil zavírá“) polovodičové diody prakticky nevedou elektrický proud („reverzní průraz“ nepočítáme) a vakuové diody (rádiové trubice, kenotrony) nevedou zpětný proud vůbec. S ohledem na to je konvenčně přijímáno, že zpětný proud neprotéká diodami. (V tomto případě však svorky diod [formálně] nemají funkce „katody“ a „anody“!)
Proto jsme se kvůli přehlednosti rozhodli: pro diodové prvky (na rozdíl od baterií) názvy pinů „katoda“ a „anoda“ – nemění se v závislosti na připojovacím obvodu a jsou přísně svázány s fyzickými svorkami (elektrody) zařízení v závislosti na vnitřní struktuře zařízení (u polovodičových diod – ve vztahu k typům krystalové vodivosti; v elektronkách – ve vztahu k elektrodě emitující elektrony, kde se nachází vlákno).
Avšak prostřednictvím polovodičových zařízení (typů diod) „zenerovy diody“ a „supresoru“ – zpětný proud dokonce „trochu“ teče, ale to je další příběh, který nemění stávající pořadí názvů a definic.

Jak poznamenal TheLongRunSmoke: „V případě kenotronu se jeho zapnutím v opačném směru změní fyzický význam elektrod, ale nezmění se název elektrod.“

• Při nabíjení bude kladná elektroda přijímat elektrický proud (anoda) a záporná elektroda jej uvolňuje (katoda).
• Při vybíjení naopak kladná elektroda elektrický proud uvolňuje (katoda) a záporná elektroda jej přijímá (anoda).
• Pokud nedochází k pohybu elektrického proudu, nemá smysl mluvit o anodě a katodě.

V elektrochemii

Dále zvažte další odvětví:

V elektrochemii použijte jiné definice, které jsou pro čtenáře a odborníky srozumitelnější: “anoda je elektroda, kde probíhají oxidační procesy«, a «katoda je elektroda, kde probíhají redukční procesy„.
Ale v této terminologii není místo pro elektronická zařízení a obvody – takže je těžké říct, jak tu teče proud?

• Proces odevzdání elektronů částicí se nazývá „oxidace“ (v tomto případě: neutrální částice se změní na kladný ion [kovy] a záporný ion je neutralizován).
• Proces přijímání elektronů částicí se nazývá „obnovení“ (v tomto případě: kladný iont je neutralizován [kovy] a neutrální částice se mění na záporný iont).
• Částice, které darují elektrony, se nazývají „reduktory“, oxidují. Částice, které přijímají elektrony, se nazývají „oxidační činidla“, jsou obnoveny.
• V chemických redoxních reakcích jsou „oxidace“ a „redukce“ vzájemně propojené (celkový počet elektronů darovaných všemi redukčními činidly se rovná celkovému počtu elektronů přidaných všemi oxidačními činidly).

• Kationty jsou kladně nabité ionty, které se pohybují v roztoku elektrolytu k zápornému pólu (katodě).
• Anionty jsou záporně nabité ionty, které se pohybují v roztoku elektrolytu směrem ke kladnému pólu (anodě).

1. procesy přeměny elektrické energie na chemickou energii (elektrolýza);
2. procesy přeměny chemické energie na elektrickou energii (galvanické články).

Při elektrochemických procesech jsou oxidační a redukční poloviční reakce prostorově odděleny a elektrony se pohybují z „redukčního činidla“ na „oxidační činidlo“ nikoli přímo, ale přes vodič vnějšího obvodu, vytvářející elektrický proud (zde je pozorována vzájemná přeměna chemické a elektrické formy energie).
Nejjednodušší elektrochemický systém se skládá ze dvou elektrod – vodičů prvního druhu s elektronovou vodivostí, které jsou v kontaktu s kapalinou (roztok, tavenina) nebo pevným elektrolytem – iontovým vodičem druhého druhu. Elektrody jsou uzavřeny kovovým vodičem, tvořícím vnější obvod elektrochemického systému.

Takže: co je katoda? Co je anoda?

Tato definice ZÁVISÍ na důvodu iniciace elektrického proudu:

* V galvanických článcích – potenciálový rozdíl mezi elektrodami (jak je definován GOST 15596-82: „+“ na katodě, „-“ na anodě) se vyskytuje UVNITŘ samotného prvku v důsledku chemických procesů mezi elektrolytem a elektrodami (prvkem je GENERÁTOR) – zdroj není potřeba energie ve vnějším obvodu, elektrický proud již poteče do vnějšího obvodu z prvku (přes jeho katodu).

* A při elektrolýze/legování/nabíjení baterie, kdy chemické reakce probíhající v elektrolytu vyžadují absorpci vnější energie (prvkem je SPOTŘEBITEL) – je zapotřebí externí zdroj elektrického proudu, který je součástí otevřeného obvodu baterie. vodič vnějšího obvodu – vytvoří potenciálový rozdíl mezi elektrodami Z VENKU a VENKU proudem čerpadla do prvku (přes jeho anodu). Z tohoto hlediska, stejně jako pro všechny spotřebiče energie v elektrickém obvodu, jako pro konvenční diodu: elektroda, do které proud vstupuje, se nazývá anoda – je na ní udržován větší potenciál ‚+‘ Z VENKU. A na katodě je tedy zvenčí udržován menší potenciál ‚-‚.
I když je zde trochu zmatek, je nutná důležitá poznámka: podle definice elektrochemie budou v tomto případě „oxidační procesy“ stále probíhat na anodě a „redukční procesy“ na katodě. Typ chemických reakcí na anodě a katodě zůstal stejný, i když anoda a katoda změnily znaky! jak to?
Ve skutečnosti to nebyla anoda a katoda, které změnily své znaky, ale fyzické elektrody, při zachování znaků polarity, změnily svou roli a název: elektroda, která emitovala proud v galvanickém zdroji a byla nazývána katodou -> se nyní nazývá anoda; a místo Anoda -> Katoda. Je to proto, že nyní je elektrický proud vytlačen VNĚJŠÍM směrem a v opačném směru – směr proudu se odpovídajícím způsobem změnil a fyzické elektrody změnily své jméno. Například: „-“ elektroda, která byla „zoxidována“ v galvanickém článku (během vybíjení), je „obnovena“ v aktuálním spotřebitelském režimu (během nabíjení) – na tomto principu funguje nabíjení baterie.

příklad

Příklad: Ponořením do elektrolytu pro niklování („redukce“) nebo pro elektrochemické leštění („oxidace“) – díl může být katoda a anoda – v závislosti na aplikovaný další vrstva na něm [kladné ionty] kovové nebo odstraněné. Vyžaduje externí napájení.

Vysvětlení: při pokovování niklem je nutné udržovat záporný náboj na elektrodové části, aby se na ni přitahovaly kladné ionty kovu z roztoku elektrolytu a ukládaly se na ni („obnovovaly“) – proud z takové elektrody musí vycházet do vnějšího obvod (a elektrony podle toho pocházejí z vnějšího obvodu) je katoda.

Viz také

Článek „B.G. Khasapova – Historie paradoxu elektrotechniky“
Jakým směrem teče elektrický proud? Proč elektrony proudí jiným směrem? Koho tento paradox nejvíce trápí a neměly by být přijaté myšlenky změněny?