Aquellos involucrados en la electrónica práctica necesitan conocer el ánodo y el cátodo de la fuente de alimentación. ¿Cómo y cómo se llama? ¿Por qué exactamente? Habrá una consideración profunda del tema desde el punto de vista no solo de la radioafición, sino también de la química. La explicación más popular es que el ánodo es el electrodo positivo y el cátodo es el negativo. Por desgracia, esto no siempre es cierto e incompleto. Para poder determinar el ánodo y el cátodo, debes tener una base teórica y saber qué y cómo. Veamos esto en el marco del artículo.
Ánodo
Pasemos a GOST 15596-82, que se ocupa de las fuentes de corriente química. Estamos interesados en la información publicada en la tercera página. Según GOST, el ánodo es el electrodo negativo de una fuente de corriente química. ¡Eso es todo! ¿Por qué exactamente? El hecho es que es a través de él que la corriente eléctrica ingresa desde el circuito externo a la fuente misma. Como ves, no todo es tan fácil como parece a primera vista. Es aconsejable considerar cuidadosamente las imágenes presentadas en el artículo si el contenido parece demasiado complicado; lo ayudarán a comprender lo que el autor quiere transmitirle.
Cátodo
Pasamos al mismo GOST 15596-82. electrodo positivoUna fuente de corriente química es aquella desde la cual, cuando se descarga, ingresa a un circuito externo. Como puede ver, los datos contenidos en GOST 15596-82 consideran la situación desde una perspectiva diferente. Por lo tanto, uno debe tener mucho cuidado al consultar con otros acerca de ciertas construcciones.
La emergencia de los términos
Fueron introducidos por Faraday en enero de 1834 para evitar ambigüedades y lograr una mayor precisión. También ofreció su propia versión de memorización usando el ejemplo del Sol. Entonces, su ánodo es el amanecer. El sol sube (entra corriente). El cátodo es la entrada. El sol se está moviendo hacia abajo (la corriente se está apagando).
Ejemplo de tubo y diodo
Seguimos entendiendo qué se usa para denotar qué. Supongamos que tenemos uno de estos consumidores de energía en estado abierto (en conexión directa). Entonces, desde el circuito externo del diodo, una corriente eléctrica ingresa al elemento a través del ánodo. Pero no te confundas con esta explicación con la dirección de los electrones. A través del cátodo, una corriente eléctrica sale del elemento usado hacia el circuito externo. La situación que se ha desarrollado ahora recuerda los casos en que las personas miran una imagen invertida. Si estas designaciones son complejas, recuerde que solo los químicos deben entenderlas de esta manera. Ahora hagamos lo contrario. Se puede ver que los diodos semiconductores prácticamente no conducirán corriente. La única excepción posible aquí es el desglose inverso de los elementos. y diodos de electrovacío (kenotrones,tubos de radio) no conducirán corriente inversa en absoluto. Por lo tanto, se considera (condicionalmente) que no los atraviesa. Por lo tanto, formalmente, los terminales de ánodo y cátodo del diodo no realizan sus funciones.
¿Por qué hay confusión?
Especialmente, para facilitar el aprendizaje y la aplicación práctica, se decidió que los elementos de diodo de los nombres de los pines no cambiarán dependiendo de su esquema de conmutación, y estarán "unidos" a los pines físicos. Pero esto no se aplica a las baterías. Entonces, para los diodos semiconductores, todo depende del tipo de conductividad del cristal. En los tubos de vacío, esta pregunta está ligada al electrodo que emite electrones en la ubicación del filamento. Por supuesto, hay ciertos matices aquí: por ejemplo, una corriente inversa puede fluir a través de dispositivos semiconductores como un supresor y un diodo zener, pero aquí hay una especificidad que claramente está más allá del alcance de este artículo.
Manejo de la batería eléctrica
Este es un ejemplo verdaderamente clásico de una fuente química de electricidad que es renovable. La batería está en uno de dos modos: carga/descarga. En ambos casos, habrá una dirección diferente de la corriente eléctrica. Pero tenga en cuenta que la polaridad de los electrodos no cambiará. Y pueden actuar en diferentes roles:
- Durante la carga, el electrodo positivo recibe corriente eléctrica y es el ánodo, y el negativo la libera y se llama cátodo.
- Si no hay movimiento, no tiene sentido hablar de ellos.
- Durantedescarga, el electrodo positivo libera la corriente eléctrica y es el cátodo, mientras que el electrodo negativo recibe y se llama ánodo.
Digamos unas palabras sobre electroquímica
Aquí se utilizan definiciones ligeramente diferentes. Así, el ánodo se considera como un electrodo donde tienen lugar los procesos oxidativos. Y recordando el curso de química de la escuela, ¿puedes responder qué está pasando en la otra parte? El electrodo sobre el que tienen lugar los procesos de reducción se denomina cátodo. Pero no hay ninguna referencia a los dispositivos electrónicos. Veamos el valor que tienen las reacciones redox para nosotros:
- Oxidación. Hay un proceso de retroceso de un electrón por una partícula. El neutro se convierte en un ion positivo y el negativo se neutraliza.
- Restauración. Hay un proceso de obtención de un electrón por una partícula. Un positivo se convierte en un ion neutro y luego en negativo cuando se repite.
- Ambos procesos están interconectados (por ejemplo, el número de electrones que se ceden es igual al número que se suma).
Faraday también introdujo nombres para los elementos que participan en las reacciones químicas:
- Cataciones. Este es el nombre de los iones cargados positivamente que se mueven en la solución electrolítica hacia el polo negativo (cátodo).
- Aniones. Este es el nombre de los iones cargados negativamente que se mueven en la solución electrolítica hacia el polo positivo (ánodo).
¿Cómo ocurren las reacciones químicas?
Oxidación y reducciónlas semirreacciones se separan en el espacio. La transición de electrones entre el cátodo y el ánodo no se realiza directamente, sino debido al conductor del circuito externo, sobre el cual se crea una corriente eléctrica. Aquí se puede observar la transformación mutua de las formas de energía eléctrica y química. Por lo tanto, para formar un circuito externo del sistema a partir de conductores de varios tipos (que son los electrodos en el electrolito), es necesario usar metal. Verá, existe el voltaje entre el ánodo y el cátodo, así como un matiz. Y si no existiera ningún elemento que les impida realizar directamente el proceso necesario, entonces el valor de las fuentes de corriente química sería muy bajo. Y así, debido a que la carga debe pasar por ese esquema, el equipo fue ensamblado y funciona.
Qué es qué: paso 1
Ahora definamos qué es qué. Tomemos una celda galvánica de Jacobi-Daniel. Por un lado, consta de un electrodo de zinc, que se sumerge en una solución de sulfato de zinc. Luego viene la partición porosa. Y del otro lado hay un electrodo de cobre, que se encuentra en una solución de sulfato de cobre. Están en contacto entre sí, pero las características químicas y la partición no permiten la mezcla.
Paso 2: Proceso
El zinc se oxida y los electrones se mueven a lo largo del circuito externo hacia el cobre. Entonces resulta que la celda galvánica tiene un ánodo cargado negativamente y un cátodo positivo. Además, este proceso puede continuar solo en los casos en que los electrones tienen algún lugar a donde "ir". El punto es ir directamentedel electrodo a otro evita la presencia de "aislamiento".
Paso 3: Electrólisis
Veamos el proceso de electrólisis. La instalación para su paso es un recipiente en el que se encuentra una solución o un electrolito fundido. Dos electrodos se bajan en él. Están conectados a una fuente de corriente continua. El ánodo en este caso es el electrodo que está conectado al polo positivo. Aquí es donde tiene lugar la oxidación. El electrodo cargado negativamente es el cátodo. Aquí es donde tiene lugar la reacción de reducción.
Paso 4: Finalmente
Por lo tanto, al operar con estos conceptos, siempre se debe tener en cuenta que el ánodo no se utiliza en el 100% de los casos para denotar un electrodo negativo. Además, el cátodo puede perder periódicamente su carga positiva. Todo depende de qué proceso esté teniendo lugar en el electrodo: reductor u oxidativo.
Conclusión
Así es todo: no es muy difícil, pero no se puede decir que sea fácil. Examinamos la celda galvánica, el ánodo y el cátodo desde el punto de vista del circuito, y ahora no debería tener problemas para conectar las fuentes de alimentación con el tiempo de funcionamiento. Y finalmente, debe dejar información más valiosa para usted. Siempre hay que tener en cuenta la diferencia que tiene el potencial catódico/potencial anódico. El caso es que el primero siempre será un poco grande. Esto se debe a que la eficiencia no funciona con un indicador del 100% y parte de las cargas se disipa. Es por esto que puede ver que las baterías tienen un límite en la cantidad de veces que se pueden cargar ydescarga.
