პრაქტიკულ ელექტრონიკაში ჩართულებმა უნდა იცოდნენ ელექტრომომარაგების ანოდისა და კათოდის შესახებ. რა და როგორ ქვია? რატომ ზუსტად? იქნება თემის სიღრმისეული განხილვა არა მხოლოდ სამოყვარულო რადიოს, არამედ ქიმიის თვალსაზრისითაც. ყველაზე პოპულარული ახსნა არის ის, რომ ანოდი არის დადებითი ელექტროდი, ხოლო კათოდი არის უარყოფითი. სამწუხაროდ, ეს ყოველთვის არ არის ჭეშმარიტი და არასრული. ანოდისა და კათოდის დადგენა რომ შეგეძლოს, უნდა გქონდეს თეორიული საფუძველი და იცოდე რა და როგორ. მოდით შევხედოთ ამას სტატიის ფარგლებში.
ანოდი
მივმართოთ GOST 15596-82, რომელიც ეხება ქიმიურ დენის წყაროებს. ჩვენ გვაინტერესებს მესამე გვერდზე განთავსებული ინფორმაცია. GOST-ის მიხედვით, ანოდი არის ქიმიური დენის წყაროს უარყოფითი ელექტროდი. Ის არის! რატომ ზუსტად? ფაქტია, რომ მისი მეშვეობით ელექტრული დენი შედის გარე წრედიდან თავად წყაროში. როგორც ხედავთ, ყველაფერი ისე მარტივი არ არის, როგორც ერთი შეხედვით ჩანს. მიზანშეწონილია ყურადღებით გაითვალისწინოთ სტატიაში წარმოდგენილი სურათები, თუ შინაარსი ძალიან რთული გეჩვენებათ - ისინი დაგეხმარებათ გაიგოთ, რისი გადმოცემა სურს ავტორს.
კათოდი
მივმართავთ იგივე GOST 15596-82. დადებითი ელექტროდიქიმიური დენის წყარო არის ის, საიდანაც გამორთვისას ის შედის გარე წრეში. როგორც ხედავთ, GOST 15596-82-ში მოცემული მონაცემები განიხილავს სიტუაციას სხვა პერსპექტივიდან. ამიტომ, დიდი სიფრთხილე უნდა გამოიჩინოთ სხვებთან კონსულტაციისას გარკვეული კონსტრუქციების შესახებ.
ტერმინების გაჩენა
ისინი შემოიღეს ფარადეიმ 1834 წლის იანვარში, რათა თავიდან აიცილონ გაურკვევლობა და მიაღწიონ უფრო მეტ სიზუსტეს. მან ასევე შესთავაზა დამახსოვრების საკუთარი ვერსია მზის მაგალითის გამოყენებით. ასე რომ, მისი ანოდი მზის ამოსვლაა. მზე ამოდის მაღლა (შედის დენი). კათოდი არის შესასვლელი. მზე ჩადის (დენი გადის).
მილისა და დიოდის მაგალითი
ჩვენ ვაგრძელებთ იმის გაგებას, თუ რა გამოიყენება რის აღსანიშნავად. დავუშვათ, ჩვენ გვყავს ერთ-ერთი ასეთი ენერგიის მომხმარებელი ღია მდგომარეობაში (პირდაპირ კავშირში). ასე რომ, დიოდის გარე წრედიდან, ელექტრული დენი შედის ელემენტში ანოდის მეშვეობით. ოღონდ არ აგერიოთ ეს ახსნა ელექტრონების მიმართულებასთან. კათოდის მეშვეობით ელექტრული დენი მიედინება გამოყენებული ელემენტიდან გარე წრეში. სიტუაცია, რომელიც ახლა შეიქმნა, მოგვაგონებს შემთხვევებს, როდესაც ადამიანები უყურებენ შებრუნებულ სურათს. თუ ეს აღნიშვნები რთულია, გახსოვდეთ, რომ მხოლოდ ქიმიკოსებმა უნდა გაიგონ ისინი ამ გზით. ახლა გავაკეთოთ პირიქით. ჩანს, რომ ნახევარგამტარული დიოდები პრაქტიკულად არ გაატარებენ დენს. ერთადერთი შესაძლო გამონაკლისი აქ არის ელემენტების საპირისპირო დაშლა. და ელექტროვაკუუმის დიოდები (კენოტრონები,რადიო მილები) საერთოდ არ გაატარებს საპირისპირო დენს. ამიტომ ითვლება (პირობითად), რომ ის მათ არ გადის. ამიტომ, ფორმალურად, დიოდის ანოდისა და კათოდური ტერმინალები არ ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს.
რატომ არის დაბნეულობა?
სპეციალურად, სწავლისა და პრაქტიკული გამოყენების გასაადვილებლად, გადაწყდა, რომ ქინძისთავის სახელების დიოდური ელემენტები არ შეიცვლება მათი გადართვის სქემიდან გამომდინარე და ისინი "მიმაგრდება" ფიზიკურ ქინძისთავებზე. მაგრამ ეს არ ეხება ბატარეებს. ასე რომ, ნახევარგამტარული დიოდებისთვის, ყველაფერი დამოკიდებულია ბროლის გამტარობის ტიპზე. ვაკუუმურ მილებში ეს კითხვა მიბმულია ელექტროდთან, რომელიც ასხივებს ელექტრონებს ძაფის ადგილას. რა თქმა უნდა, აქ არის გარკვეული ნიუანსი: მაგალითად, საპირისპირო დენმა შეიძლება გადიოდეს ნახევარგამტარულ მოწყობილობებში, როგორიცაა სუპრესორი და ზენერის დიოდი, მაგრამ აქ არის სპეციფიკა, რომელიც აშკარად სცილდება სტატიის ფარგლებს.
საქმე ელექტრო ბატარეასთან
ეს არის ნამდვილი კლასიკური მაგალითი ელექტროენერგიის ქიმიური წყაროსა, რომელიც განახლებადია. ბატარეა არის ორიდან ერთ-ერთ რეჟიმში: დატენვა/დამუხტვა. ორივე შემთხვევაში, იქნება ელექტრული დენის განსხვავებული მიმართულება. მაგრამ გაითვალისწინეთ, რომ ელექტროდების პოლარობა არ შეიცვლება. მათ შეუძლიათ ითამაშონ სხვადასხვა როლებში:
- დამუხტვის დროს დადებითი ელექტროდი იღებს ელექტრულ დენს და არის ანოდი, ხოლო უარყოფითი ათავისუფლებს მას და ეწოდება კათოდი.
- თუ მოძრაობა არ არის, აზრი არ აქვს მათზე ლაპარაკს.
- დიდიგამონადენი, დადებითი ელექტროდი ათავისუფლებს ელექტრულ დენს და არის კათოდი, ხოლო უარყოფითი ელექტროდი იღებს და ეწოდება ანოდი.
მოდით ვთქვათ ერთი სიტყვა ელექტროქიმიის შესახებ
აქ გამოყენებულია ოდნავ განსხვავებული განმარტებები. ამრიგად, ანოდი განიხილება, როგორც ელექტროდი, სადაც ხდება ჟანგვითი პროცესები. და სკოლის ქიმიის კურსის გახსენებისას შეგიძლია მიპასუხო რა ხდება მეორე ნაწილში? ელექტროდს, რომელზედაც მიმდინარეობს შემცირების პროცესები, კათოდი ეწოდება. მაგრამ არ არის მინიშნება ელექტრონულ მოწყობილობებზე. მოდით გადავხედოთ რედოქს რეაქციებს ჩვენთვის:
- ოქსიდაცია. არსებობს ნაწილაკების მიერ ელექტრონის უკუცემის პროცესი. ნეიტრალური იქცევა დადებით იონად, ხოლო უარყოფითი ნეიტრალიზდება.
- რესტავრაცია. არსებობს ნაწილაკების მიერ ელექტრონის მიღების პროცესი. დადებითი გადაიქცევა ნეიტრალურ იონად, შემდეგ კი უარყოფითად, როდესაც განმეორდება.
- ორივე პროცესი ურთიერთდაკავშირებულია (მაგალითად, გადაცემული ელექტრონების რაოდენობა უდრის მათ დამატებულ რაოდენობას).
ფარადეიმ ასევე შემოიღო სახელები იმ ელემენტებისთვის, რომლებიც მონაწილეობენ ქიმიურ რეაქციებში:
- კატიონები. ეს არის დადებითად დამუხტული იონების სახელი, რომლებიც ელექტროლიტის ხსნარში მოძრაობენ უარყოფითი პოლუსისკენ (კათოდი).
- ანიონები. ეს არის უარყოფითად დამუხტული იონების სახელი, რომლებიც ელექტროლიტის ხსნარში მოძრაობენ დადებითი პოლუსისკენ (ანოდი).
როგორ ხდება ქიმიური რეაქციები?
ოქსიდაცია და შემცირებანახევრად რეაქციები გამოყოფილია სივრცეში. ელექტრონების გადასვლა კათოდსა და ანოდს შორის არ ხდება უშუალოდ, არამედ გარე წრედის გამტარის გამო, რომელზედაც იქმნება ელექტრული დენი. აქ შეიძლება დავაკვირდეთ ენერგიის ელექტრული და ქიმიური ფორმების ურთიერთ გარდაქმნას. ამიტომ, სისტემის გარე წრედის ჩამოსაყალიბებლად სხვადასხვა სახის გამტარებისგან (რაც ელექტროლიტში არსებული ელექტროდებია), საჭიროა ლითონის გამოყენება. ხედავთ, ძაბვა ანოდსა და კათოდს შორის არსებობს, ისევე როგორც ერთი ნიუანსი. და თუ არ არსებობდა ელემენტი, რომელიც ხელს უშლის მათ უშუალოდ განახორციელონ საჭირო პროცესი, მაშინ ქიმიური დენის წყაროების ღირებულება ძალიან დაბალი იქნებოდა. ასე რომ, იმის გამო, რომ დამუხტვა უნდა გაიაროს ამ სქემით, აღჭურვილობა აწყობილი და მუშაობს.
რა არის რა: ნაბიჯი 1
ახლა განვსაზღვროთ რა არის რა. ავიღოთ იაკობი-დანიელის გალვანური უჯრედი. ერთის მხრივ, იგი შედგება თუთიის ელექტროდისგან, რომელიც ჩაეფლო თუთიის სულფატის ხსნარში. შემდეგ მოდის ფოროვანი დანაყოფი. ხოლო მეორე მხარეს არის სპილენძის ელექტროდი, რომელიც მდებარეობს სპილენძის სულფატის ხსნარში. ისინი კონტაქტში არიან ერთმანეთთან, მაგრამ ქიმიური თვისებები და დანაყოფი არ იძლევა შერევის საშუალებას.
ნაბიჯი 2: პროცესი
თუთია იჟანგება და ელექტრონები გადაადგილდებიან გარე წრედის გასწვრივ სპილენძამდე. ასე რომ, გამოდის, რომ გალვანურ უჯრედს აქვს უარყოფითად დამუხტული ანოდი და დადებითი კათოდი. უფრო მეტიც, ეს პროცესი შეიძლება გაგრძელდეს მხოლოდ იმ შემთხვევებში, როდესაც ელექტრონებს აქვთ სადმე "წასვლა". მთავარია პირდაპირ წასვლაელექტროდიდან მეორეზე ხელს უშლის "იზოლაციის" არსებობას.
ნაბიჯი 3: ელექტროლიზი
მოდით შევხედოთ ელექტროლიზის პროცესს. მისი გავლის ინსტალაცია არის ჭურჭელი, რომელშიც არის ხსნარი ან ელექტროლიტური დნობა. მასში ჩაშვებულია ორი ელექტროდი. ისინი დაკავშირებულია პირდაპირი დენის წყაროსთან. ანოდი ამ შემთხვევაში არის ელექტროდი, რომელიც დაკავშირებულია დადებით პოლუსთან. აქ ხდება დაჟანგვა. უარყოფითად დამუხტული ელექტროდი არის კათოდი. აქ ხდება შემცირების რეაქცია.
ნაბიჯი 4: საბოლოოდ
ამიტომ, ამ ცნებებით მუშაობისას, ყოველთვის უნდა გავითვალისწინოთ, რომ ანოდი არ გამოიყენება 100% შემთხვევაში უარყოფითი ელექტროდის აღსანიშნავად. ასევე, კათოდმა შეიძლება პერიოდულად დაკარგოს დადებითი მუხტი. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა პროცესი მიმდინარეობს ელექტროდზე: რედუქციული თუ ჟანგვითი.
დასკვნა
ასეა ყველაფერი - არც ისე რთული, მაგრამ ვერ იტყვი, რომ ადვილია. ჩვენ გამოვიკვლიეთ გალვანური უჯრედი, ანოდი და კათოდი მიკროსქემის თვალსაზრისით და ახლა თქვენ არ უნდა შეგექმნათ პრობლემები ელექტრომომარაგების ოპერაციულ დროსთან დაკავშირებისას. და ბოლოს, თქვენ უნდა დატოვოთ კიდევ რამდენიმე ღირებული ინფორმაცია თქვენთვის. თქვენ ყოველთვის უნდა გაითვალისწინოთ განსხვავება, რაც აქვს კათოდური პოტენციალის / ანოდის პოტენციალს. საქმე ისაა, რომ პირველი ყოველთვის ცოტა დიდი იქნება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ეფექტურობა არ მუშაობს 100%-იანი ინდიკატორით და მუხტების ნაწილი იფანტება. სწორედ ამის გამო ხედავთ, რომ ბატარეებს აქვთ ლიმიტი მათი დამუხტვის რაოდენობაზე დაგამონადენი.
