Գործնական էլեկտրոնիկայով զբաղվողները պետք է իմանան սնուցման աղբյուրի անոդի և կաթոդի մասին: Ինչ և ինչպես է այն կոչվում: Ինչու հենց? Կլինի թեմայի խորքային դիտարկում ոչ միայն սիրողական ռադիոյի, այլեւ քիմիայի տեսանկյունից։ Ամենատարածված բացատրությունն այն է, որ անոդը դրական էլեկտրոդն է, իսկ կաթոդը բացասական: Ավաղ, սա միշտ չէ, որ ճիշտ է և թերի։ Որպեսզի կարողանաս որոշել անոդն ու կաթոդը, պետք է տեսական հիմքեր ունենաս և իմանաս, թե ինչ և ինչպես: Սրան նայենք հոդվածի շրջանակներում։
Անոդ
Դառնանք ԳՕՍՏ 15596-82-ին, որը վերաբերում է քիմիական հոսանքի աղբյուրներին։ Մեզ հետաքրքրում է երրորդ էջում տեղադրված տեղեկատվությունը։ ԳՕՍՏ-ի համաձայն, անոդը քիմիական հոսանքի աղբյուրի բացասական էլեկտրոդն է: Վե՛րջ: Ինչու հենց? Փաստն այն է, որ դրա միջոցով է, որ էլեկտրական հոսանքը արտաքին միացումից մտնում է հենց աղբյուրը: Ինչպես տեսնում եք, ամեն ինչ այնքան էլ հեշտ չէ, որքան թվում է առաջին հայացքից։ Ցանկալի է ուշադիր դիտարկել հոդվածում ներկայացված նկարները, եթե բովանդակությունը չափազանց բարդ է թվում, դրանք կօգնեն ձեզ հասկանալ, թե ինչ է ուզում ձեզ փոխանցել հեղինակը:
Կաթոդ
Դիմում ենք նույն ԳՕՍՏ 15596-82-ին։ դրական էլեկտրոդՔիմիական հոսանքի աղբյուրն այն աղբյուրն է, որից լիցքաթափվելիս այն մտնում է արտաքին միացում: Ինչպես տեսնում եք, ԳՕՍՏ 15596-82-ում պարունակվող տվյալները դիտարկում են իրավիճակը այլ տեսանկյունից: Հետևաբար, պետք է շատ զգույշ լինել որոշ կառույցների հետ կապված ուրիշների հետ խորհրդակցելիս:
Պայմանների առաջացումը
Դրանք ներկայացվեցին Ֆարադեյի կողմից 1834 թվականի հունվարին՝ երկիմաստությունից խուսափելու և ավելի մեծ ճշգրտության հասնելու համար: Նա նաև առաջարկեց անգիր սովորելու իր տարբերակը՝ օգտագործելով Արեգակի օրինակը։ Այսպիսով, նրա անոդը արևածագ է։ Արևը շարժվում է դեպի վեր (հոսանք է մտնում): Կաթոդը մուտքն է։ Արևը մայր է մտնում (ընթացքը մարում է):
Խողովակի և դիոդի օրինակ
Մենք շարունակում ենք հասկանալ, թե ինչ է օգտագործվում ինչ նշանակելու համար: Ենթադրենք, մենք ունենք այս էներգիայի սպառողներից մեկը բաց վիճակում (ուղիղ կապի մեջ): Այսպիսով, դիոդի արտաքին շղթայից էլեկտրական հոսանք մտնում է տարր անոդի միջոցով: Բայց այս բացատրությունը մի շփոթեք էլեկտրոնների ուղղության հետ: Կաթոդի միջոցով էլեկտրական հոսանք հոսում է օգտագործվող տարրից դեպի արտաքին շղթա։ Հիմա ստեղծված իրավիճակը հիշեցնում է դեպքեր, երբ մարդիկ նայում են շրջված պատկերին։ Եթե այս նշանակումները բարդ են, հիշեք, որ միայն քիմիկոսները պետք է այդպես հասկանան դրանք: Հիմա եկեք անենք հակառակը: Կարելի է տեսնել, որ կիսահաղորդչային դիոդները գործնականում հոսանք չեն անցկացնի: Միակ հնարավոր բացառությունն այստեղ տարրերի հակադարձ տարանջատումն է: Եվ էլեկտրավակուումային դիոդներ (կենոտրոններ,ռադիոխողովակներ) ընդհանրապես հակադարձ հոսանք չեն անցկացնի: Ուստի համարվում է (պայմանականորեն), որ նա չի անցնում դրանց միջով։ Հետևաբար, ձևականորեն, դիոդի անոդ և կաթոդային տերմինալները չեն կատարում իրենց գործառույթները:
Ինչու՞ է շփոթված:
Հատկապես ուսուցումն ու գործնական կիրառումը հեշտացնելու համար որոշվել է, որ փինների անվանումների դիոդային տարրերը չեն փոխվի՝ կախված դրանց անջատման սխեմայից, և դրանք «կցվելու» են ֆիզիկական փիներին։ Բայց դա չի վերաբերում մարտկոցներին: Այսպիսով, կիսահաղորդչային դիոդների համար ամեն ինչ կախված է բյուրեղի հաղորդունակության տեսակից: Վակուումային խողովակներում այս հարցը կապված է էլեկտրոդի հետ, որը էլեկտրոններ է արտանետում թելի գտնվելու վայրում: Իհարկե, այստեղ կան որոշակի նրբերանգներ. օրինակ, հակադարձ հոսանք կարող է հոսել կիսահաղորդչային սարքերի միջով, ինչպիսիք են ճնշիչը և զեներ դիոդը, բայց այստեղ կա մի առանձնահատկություն, որն ակնհայտորեն դուրս է հոդվածի շրջանակներից:
Զբաղվում ենք էլեկտրական մարտկոցով
Սա իսկապես դասական օրինակ է էլեկտրաէներգիայի քիմիական աղբյուրի, որը վերականգնվող է: Մարտկոցը գտնվում է երկու ռեժիմներից մեկում՝ լիցքավորում/լիցքաթափում: Այս երկու դեպքում էլ էլեկտրական հոսանքի այլ ուղղություն կլինի: Բայց նշեք, որ էլեկտրոդների բևեռականությունը չի փոխվի: Եվ նրանք կարող են հանդես գալ տարբեր դերերում:
- Լիցքավորման ժամանակ դրական էլեկտրոդը ստանում է էլեկտրական հոսանք և հանդիսանում է անոդ, իսկ բացասականն ազատում է այն և կոչվում է կաթոդ։
- Եթե չկա շարժում, իմաստ չկա դրանց մասին խոսել։
- ընթացքումլիցքաթափում, դրական էլեկտրոդն արձակում է էլեկտրական հոսանքը և հանդիսանում է կաթոդ, մինչդեռ բացասական էլեկտրոդը ստանում է և կոչվում է անոդ։
Մի խոսք ասենք էլեկտրաքիմիայի մասին
Այստեղ օգտագործվում են մի փոքր տարբեր սահմանումներ: Այսպիսով, անոդը համարվում է էլեկտրոդ, որտեղ տեղի են ունենում օքսիդատիվ գործընթացներ։ Իսկ դպրոցի քիմիայի դասընթացը հիշելով՝ կարո՞ղ եք պատասխանել, թե ինչ է կատարվում մյուս հատվածում։ Էլեկտրոդը, որի վրա տեղի են ունենում կրճատման գործընթացները, կոչվում է կաթոդ։ Բայց էլեկտրոնային սարքերին ոչ մի անդրադարձ չկա։ Եկեք նայենք մեզ համար ռեդոքս ռեակցիաների արժեքին:
- Օքսիդացում. Գոյություն ունի մասնիկի կողմից էլեկտրոնի հետ մղման գործընթաց։ Չեզոքը վերածվում է դրական իոնի, իսկ բացասականը չեզոքացվում է։
- Վերականգնում. Գոյություն ունի մասնիկի կողմից էլեկտրոն ստանալու գործընթաց։ Դրականը վերածվում է չեզոք իոնի, այնուհետև՝ բացասականի, երբ կրկնվում է։
- Երկու գործընթացներն էլ փոխկապակցված են (օրինակ՝ տրվող էլեկտրոնների թիվը հավասար է դրանց ավելացված թվին):
Ֆարադայը նաև ներկայացրել է քիմիական ռեակցիաներին մասնակցող տարրերի անուններ.
- Կատիոններ. Սա դրական լիցքավորված իոնների անվանումն է, որոնք էլեկտրոլիտի լուծույթում շարժվում են դեպի բացասական բևեռ (կաթոդ):
- Անիոններ. Սա բացասական լիցքավորված իոնների անվանումն է, որոնք էլեկտրոլիտի լուծույթում շարժվում են դեպի դրական բևեռ (անոդ):
Ինչպե՞ս են տեղի ունենում քիմիական ռեակցիաները:
Օքսիդացում և նվազեցումկիսա-ռեակցիաները բաժանված են տարածության մեջ. Էլեկտրոնների անցումը կաթոդի և անոդի միջև ուղղակիորեն չի իրականացվում, այլ արտաքին շղթայի հաղորդիչի շնորհիվ, որի վրա էլեկտրական հոսանք է առաջանում։ Այստեղ կարելի է դիտարկել էներգիայի էլեկտրական և քիմիական ձևերի փոխադարձ փոխակերպումը։ Հետևաբար, համակարգի արտաքին սխեման ձևավորելու համար տարբեր տեսակի հաղորդիչներից (որոնք էլեկտրոլիտի էլեկտրոդներն են), անհրաժեշտ է օգտագործել մետաղ: Տեսեք, անոդի և կաթոդի միջև լարումը կա, ինչպես նաև մեկ նրբերանգ. Եվ եթե չլիներ որևէ տարր, որը խանգարում է նրանց ուղղակիորեն իրականացնել անհրաժեշտ գործընթացը, ապա քիմիական հոսանքի աղբյուրների արժեքը շատ ցածր կլիներ։ Եվ այսպես, ելնելով այն հանգամանքից, որ լիցքավորումը պետք է անցնի այդ սխեմայով, սարքավորումները հավաքվել և աշխատում են։
Ինչ է ինչ. քայլ 1
Հիմա եկեք սահմանենք, թե ինչն է ինչ: Վերցնենք Յակոբի-Դանիել գալվանական բջիջ: Մի կողմից այն բաղկացած է ցինկի էլեկտրոդից, որը ընկղմված է ցինկի սուլֆատի լուծույթում։ Այնուհետեւ գալիս է ծակոտկեն միջնորմը: Իսկ մյուս կողմում կա պղնձի էլեկտրոդ, որը գտնվում է պղնձի սուլֆատի լուծույթում։ Նրանք շփվում են միմյանց հետ, սակայն քիմիական հատկությունները և միջնորմը թույլ չեն տալիս խառնել։
Քայլ 2. Գործընթաց
Ցինկը օքսիդացված է, և էլեկտրոնները շարժվում են արտաքին շղթայի երկայնքով դեպի պղինձ: Այսպիսով, պարզվում է, որ գալվանական բջիջն ունի բացասական լիցքավորված անոդ և դրական կաթոդ: Ընդ որում, այս գործընթացը կարող է ընթանալ միայն այն դեպքերում, երբ էլեկտրոնները «գնալու» տեղ ունեն։ Բանն ուղիղ գնալն էէլեկտրոդից մյուսը կանխում է «մեկուսացման» առկայությունը։
Քայլ 3. Էլեկտրոլիզ
Եկեք նայենք էլեկտրոլիզի գործընթացին: Դրա անցման տեղադրումը անոթ է, որի մեջ կա լուծույթ կամ էլեկտրոլիտի հալեցում: Երկու էլեկտրոդներ իջեցվում են դրա մեջ: Նրանք միացված են ուղղակի հոսանքի աղբյուրին: Անոդը այս դեպքում այն էլեկտրոդն է, որը միացված է դրական բեւեռին: Այստեղ տեղի է ունենում օքսիդացում: Բացասական լիցքավորված էլեկտրոդը կաթոդն է: Այստեղ է տեղի ունենում կրճատման ռեակցիան։
Քայլ 4. Վերջապես
Ուստի այս հասկացություններով աշխատելիս միշտ պետք է հաշվի առնել, որ անոդը 100% դեպքերում չի օգտագործվում բացասական էլեկտրոդ նշելու համար։ Բացի այդ, կաթոդը կարող է պարբերաբար կորցնել իր դրական լիցքը: Ամեն ինչ կախված է նրանից, թե ինչ գործընթաց է տեղի ունենում էլեկտրոդի վրա՝ ռեդուկտիվ, թե օքսիդատիվ։
Եզրակացություն
Ամեն ինչ այդպես է, այնքան էլ դժվար չէ, բայց չի կարելի ասել, որ հեշտ է: Մենք ուսումնասիրեցինք գալվանական բջիջը, անոդը և կաթոդը շղթայի տեսանկյունից, և այժմ դուք չպետք է խնդիրներ ունենաք սնուցման աղբյուրները գործառնական ժամանակի հետ միացնելու հետ: Եվ վերջապես, դուք պետք է ավելի արժեքավոր տեղեկություններ թողնեք ձեզ համար: Միշտ պետք է հաշվի առնել կաթոդի պոտենցիալի/անոդի պոտենցիալի տարբերությունը: Բանն այն է, որ առաջինը միշտ մի փոքր մեծ կլինի։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ արդյունավետությունը չի աշխատում 100% ցուցանիշով, և լիցքավորման մի մասը ցրվում է։ Հենց դրա պատճառով է, որ դուք կարող եք տեսնել, որ մարտկոցները սահմանափակում ունեն դրանք լիցքավորելու ևլիցքաթափում.
