Wale wanaohusika katika matumizi ya kielektroniki wanahitaji kujua kuhusu anode na cathode ya usambazaji wa nishati. Je, inaitwaje? Kwa nini hasa? Kutakuwa na uzingatiaji wa kina wa mada kutoka kwa mtazamo wa sio redio ya amateur tu, bali pia kemia. Maelezo maarufu zaidi ni kwamba anode ni electrode nzuri na cathode ni hasi. Ole, hii sio kweli kila wakati na haijakamilika. Ili kuweza kuamua anode na cathode, lazima uwe na msingi wa kinadharia na ujue nini na jinsi gani. Hebu tuangalie hili ndani ya mfumo wa makala.
Anode
Hebu tugeuke kwenye GOST 15596-82, inayohusika na vyanzo vya sasa vya kemikali. Tunavutiwa na habari iliyowekwa kwenye ukurasa wa tatu. Kulingana na GOST, anode ni electrode hasi ya chanzo cha sasa cha kemikali. Ni hayo tu! Kwa nini hasa? Ukweli ni kwamba ni kwa njia hiyo kwamba sasa umeme huingia kutoka kwa mzunguko wa nje kwenye chanzo yenyewe. Kama unaweza kuona, sio kila kitu ni rahisi kama inavyoonekana mwanzoni. Inashauriwa kuzingatia kwa makini picha zilizowasilishwa katika makala ikiwa maudhui yanaonekana kuwa magumu sana - yatakusaidia kuelewa kile ambacho mwandishi anataka kukueleza.
Cathode
Tunageukia GOST 15596-82 sawa. electrode chanyaChanzo cha sasa cha kemikali ni moja ambayo, inapotolewa, huingia kwenye mzunguko wa nje. Kama unaweza kuona, data iliyomo katika GOST 15596-82 inazingatia hali hiyo kutoka kwa mtazamo tofauti. Kwa hivyo, ni lazima mtu awe mwangalifu sana anaposhauriana na wengine kuhusu ujenzi fulani.
Kuibuka kwa masharti
Zilianzishwa na Faraday mnamo Januari 1834 ili kuepusha utata na kupata usahihi zaidi. Pia alitoa toleo lake mwenyewe la kukariri kwa kutumia mfano wa Jua. Kwa hivyo, anode yake ni jua. Jua linasonga juu (sasa linaingia). Cathode ni mlango. Jua linaenda chini (sasa linatoka).
Mfano wa bomba na diode
Tunaendelea kuelewa kinachotumika kuashiria nini. Tuseme tuna mmoja wa watumiaji hawa wa nishati katika hali ya wazi (katika uhusiano wa moja kwa moja). Kwa hiyo, kutoka kwa mzunguko wa nje wa diode, sasa umeme huingia kwenye kipengele kupitia anode. Lakini usichanganyikiwe na maelezo haya na mwelekeo wa elektroni. Kupitia cathode, sasa ya umeme inapita nje ya kipengele kilichotumiwa kwenye mzunguko wa nje. Hali ambayo imeendelea sasa ni kukumbusha kesi wakati watu wanaangalia picha iliyoingizwa. Ikiwa majina haya ni changamano, kumbuka kwamba wanakemia pekee wanapaswa kuyaelewa kwa njia hii. Sasa tufanye kinyume. Inaweza kuonekana kuwa diode za semiconductor hazitafanya sasa. Isipokuwa tu hapa ni mgawanyiko wa nyuma wa vitu. Na diode za umeme (kenotroni,mirija ya redio) haitafanya mkondo wa nyuma hata kidogo. Kwa hiyo, inazingatiwa (kwa masharti) kwamba yeye haipiti kupitia kwao. Kwa hivyo, rasmi, vituo vya anode na cathode vya diode havifanyi kazi zao.
Kwa nini kuna mkanganyiko?
Hasa, ili kuwezesha ujifunzaji na matumizi ya vitendo, iliamuliwa kuwa vipengele vya diode vya majina ya pini havitabadilika kulingana na mpango wao wa kubadili, na "zitaunganishwa" kwenye pini za kimwili. Lakini hii haitumiki kwa betri. Kwa hiyo, kwa diode za semiconductor, kila kitu kinategemea aina ya conductivity ya kioo. Katika zilizopo za utupu, swali hili limefungwa kwa electrode ambayo hutoa elektroni kwenye eneo la filament. Bila shaka, kuna nuances fulani hapa: kwa mfano, mkondo wa kinyume unaweza kutiririka kupitia vifaa vya semiconductor kama vile kikandamizaji na diode ya zener, lakini kuna umaalum hapa ambao ni wazi zaidi ya upeo wa makala.
Inashughulika na betri ya umeme
Huu ni mfano bora kabisa wa chanzo cha kemikali cha umeme ambacho kinaweza kurejeshwa. Betri iko katika moja ya njia mbili: malipo / kutokwa. Katika matukio haya yote mawili, kutakuwa na mwelekeo tofauti wa sasa wa umeme. Lakini kumbuka kuwa polarity ya electrodes haitabadilika. Na wanaweza kuigiza katika majukumu tofauti:
- Wakati wa kuchaji, elektrodi chanya hupokea mkondo wa umeme na ni anode, na ile hasi huitoa na inaitwa cathode.
- Ikiwa hakuna harakati, hakuna maana katika kuzizungumzia.
- Wakatikutokwa, elektrodi chanya hutoa mkondo wa umeme na ni cathode, wakati elektrodi hasi inapokea na inaitwa anode.
Wacha tuseme neno kuhusu kemia ya umeme
Fasili tofauti kidogo zinatumika hapa. Kwa hivyo, anode inachukuliwa kuwa elektrodi ambapo michakato ya oksidi hufanyika. Na kukumbuka kozi ya kemia ya shule, unaweza kujibu kile kinachotokea katika sehemu nyingine? Electrode ambayo michakato ya kupunguza hufanyika inaitwa cathode. Lakini hakuna kumbukumbu ya vifaa vya elektroniki. Hebu tuangalie miitikio ya thamani ya redoksi inayo kwetu:
- Uoksidishaji. Kuna mchakato wa kurudi nyuma kwa elektroni kwa chembe. Asili hubadilika kuwa ioni chanya, na hasi hubadilishwa.
- Marejesho. Kuna mchakato wa kupata elektroni kwa chembe. Chanya hubadilika kuwa ioni ya upande wowote, na kisha kuwa hasi inaporudiwa.
- Michakato yote miwili imeunganishwa (kwa mfano, idadi ya elektroni zinazotolewa ni sawa na nambari yake iliyoongezwa).
Faraday pia ilianzisha majina ya vipengee vinavyohusika katika athari za kemikali:
- Cations. Hili ni jina la ayoni zenye chaji chanya ambazo husogea kwenye myeyusho wa elektroliti kuelekea kwenye nguzo hasi (cathode).
- Ani. Hili ni jina la ioni zenye chaji hasi ambazo husogea kwenye kiyeyusho cha elektroliti kuelekea kwenye nguzo chanya (anodi).
Je, athari za kemikali hutokeaje?
Uoksidishaji na kupunguzamajibu ya nusu yametenganishwa katika nafasi. Mpito wa elektroni kati ya cathode na anode haufanyiki moja kwa moja, lakini kutokana na conductor ya mzunguko wa nje, ambayo sasa ya umeme huundwa. Hapa mtu anaweza kuona mabadiliko ya pamoja ya aina ya nishati ya umeme na kemikali. Kwa hiyo, ili kuunda mzunguko wa nje wa mfumo kutoka kwa waendeshaji wa aina mbalimbali (ambayo ni electrodes katika electrolyte), ni muhimu kutumia chuma. Unaona, voltage kati ya anode na cathode ipo, pamoja na nuance moja. Na ikiwa hapakuwa na kipengele kinachowazuia kutekeleza moja kwa moja mchakato muhimu, basi thamani ya vyanzo vya kemikali ya sasa itakuwa chini sana. Na kwa hivyo, kutokana na ukweli kwamba malipo yanahitajika kupitia mpango huo, vifaa vilikusanywa na kufanya kazi.
Ni nini: hatua ya 1
Sasa hebu tufafanue ni nini ni nini. Wacha tuchukue seli ya galvanic ya Jacobi-Daniel. Kwa upande mmoja, inajumuisha electrode ya zinki, ambayo inaingizwa katika suluhisho la sulfate ya zinki. Kisha inakuja kizigeu cha porous. Na kwa upande mwingine kuna electrode ya shaba, ambayo iko katika suluhisho la sulfate ya shaba. Zinagusana, lakini vipengele vya kemikali na kizigeu haviruhusu kuchanganya.
Hatua ya 2: Mchakato
Zinki hutiwa oksidi, na elektroni husogea kando ya saketi ya nje hadi shaba. Kwa hiyo inageuka kuwa kiini cha galvanic kina anode iliyoshtakiwa vibaya na cathode nzuri. Aidha, mchakato huu unaweza kuendelea tu katika hali ambapo elektroni zina mahali fulani "kwenda". Jambo ni kwenda moja kwa mojakutoka kwa elektrodi hadi nyingine huzuia uwepo wa "kutengwa".
Hatua ya 3: Electrolysis
Hebu tuangalie mchakato wa electrolysis. Ufungaji kwa kifungu chake ni chombo ambacho kuna suluhisho au kuyeyuka kwa electrolyte. Electrodes mbili hupunguzwa ndani yake. Wameunganishwa na chanzo cha moja kwa moja cha sasa. Anode katika kesi hii ni electrode ambayo imeunganishwa na pole chanya. Hapa ndipo oxidation hufanyika. Electrode iliyo na chaji hasi ni cathode. Hapa ndipo majibu ya kupunguza hufanyika.
Hatua ya 4: Hatimaye
Kwa hivyo, wakati wa kufanya kazi na dhana hizi, ni lazima izingatiwe kila wakati kwamba anode haitumiwi katika 100% ya matukio ili kuashiria electrode hasi. Pia, cathode inaweza kupoteza mara kwa mara malipo yake mazuri. Yote inategemea ni mchakato gani unafanyika kwenye elektrodi: kipunguzaji au kioksidishaji.
Hitimisho
Hivyo ndivyo kila kitu kilivyo - sio ngumu sana, lakini huwezi kusema kuwa ni rahisi. Tulichunguza kiini cha galvanic, anode na cathode kutoka kwa mtazamo wa mzunguko, na sasa haipaswi kuwa na matatizo ya kuunganisha vifaa vya nguvu na wakati wa uendeshaji. Na hatimaye, unahitaji kuondoka taarifa muhimu zaidi kwako. Lazima kila wakati uzingatie tofauti ambayo uwezo wa cathode / anode unayo. Jambo ni kwamba, ya kwanza daima itakuwa kubwa kidogo. Hii ni kutokana na ukweli kwamba ufanisi haufanyi kazi na kiashiria cha 100% na sehemu ya malipo hutolewa. Ni kwa sababu ya hili kwamba unaweza kuona kwamba betri zina kikomo kwa idadi ya nyakati ambazo zinaweza kushtakiwa nakutokwa.
