Katod va anod bir jarayonning ikkita komponentidir: elektr tokining oqimi. Barcha materiallarni ikki turga bo'lish mumkin - bular tuzilishida ortiqcha bo'sh elektronlar va dielektriklar bo'lgan o'tkazgichlar (ularda deyarli erkin elektronlar mavjud emas).
Elektr toki tushunchasi
Elektr toki - elektromagnit kuchlanish ta'sirida materiya tuzilishidagi zaryadlangan elementar zarrachalarning tartibli harakati. Agar o'tkazgichga doimiy kuchlanish qo'llanilsa, u holda manfiy zaryadga ega bo'lgan erkin elektronlar katoddan (salbiy zaryadlangan elektrod) anodga (musbat zaryadlangan elektrod) qarab tartibli yo'nalishda harakatlana boshlaydi. Oqim, mos ravishda, teskari yo'nalishda oqadi. Katod va anod esa ikkita elektrod bo'lib, ular orasida elektromagnit kuchlanishning pasayishi (farq) hosil bo'ladi.
O'tkazgichlar va dielektriklar
Supero'tkazuvchilar va dielektriklar qattiq, suyuq va gazsimon moddalar bo'lishi mumkin. Bu elektr tokining oqimi uchun muhim emas. Uzoq muddatli dastur bilanmaterialga elektromagnit kuchlanish ta'sirida katodda ortiqcha elektronlar hosil bo'ladi va anodda uning etishmasligi. Agar kuchlanish etarlicha uzoq vaqt qo'llanilsa, u holda bog'langan elektronlar atomlar bilan birga anod qilingan materialning tuzilishidan chiqib ketadi va materialning o'zi atrof-muhitdan kimyoviy faol moddalar bilan kimyoviy reaksiyaga kirisha boshlaydi. Bu jarayon elektroliz deb ataladi.
Elektroliz
Elektrokimyodagi katod va anod tuz eritmalari yoki eritmalariga qo'llaniladigan doimiy elektromagnit kuchlanishning ikki qutbidir. Elektronlarning ko'pligidan oqim paydo bo'lganda, anod parchalana boshlaydi, ya'ni. moddaning musbat zaryadlangan atomlarining o'zi sho'r eritmaga (muhitga) tushadi va katodga o'tadi, ular tozalangan shaklda joylashadi. Bu jarayon galvanik deb ataladi. Elektrokaplama yordamida turli mahsulotlar rux, mis, oltin, kumush va boshqa metallardan yupqa qatlam bilan qoplanadi.
Katod nima va u elektrolizda qanday vazifalarni bajaradi? Buni quyidagilarni amalga oshirish orqali tushunish mumkin: agar siz bronza yoki qalaydan anod yasasangiz, katodda siz yupqa mis yoki qalay qatlami bilan qoplangan bosilgan elektron platani olasiz (elektronika sanoatida qo'llaniladi). Elektr o'tkazuvchanligini oshirish uchun xuddi shu tarzda elektrotexnika uchun oltin bilan qoplangan zargarlik buyumlari, mis bilan qoplangan va hatto oltin bilan qoplangan alyuminiy uchlari olinadi.
Anod va katod nima degan savollarga javoblar elektrolizda aniq: oqish natijasida anodsho'r suv orqali to'g'ridan-to'g'ri oqim yo'q qilinadi va katod anod materialini oladi. Hatto bunday atama elektrokaplama muhitida paydo bo'lgan - "katodni anodlash". U jismoniy ma'noga ega emas, lekin masalaning asl mohiyatini mukammal aks ettiradi.
Yarim o'tkazgichlar
Yarimoʻtkazgichlar strukturasida erkin elektronlarga ega boʻlmagan, atomiklari esa oʻz oʻrnida yaxshi turmaydigan materiallardir. Agar suyuq yoki gazsimon holatda bo'lgan bunday material magnit maydonga joylashtirilsa va keyin qotib qolsa, u holda tokni faqat bitta yo'nalishda o'tkazadigan elektr strukturali yarimo'tkazgich olinadi.
Diodalar yuqoridagi xususiyatdan foydalangan holda ushbu materialdan tayyorlangan. Ular ikki xil:
a) "p-n-p" o'tkazuvchanligi bilan;
b) "n-p-n" o'tkazuvchanligi bilan.
Amalda diod tuzilishining bu nozikligi muhim emas. Diyotni elektr pallasiga to'g'ri ulash muhimdir. Anod qayerda, katod qayerda - bu savol ko'pchilikni o'ylantirmoqda. Diyotda maxsus belgilar mavjud: yoki A va K, yoki + va -. Diyotni doimiy elektr pallasiga ulashning faqat ikkita usuli mavjud. Bir holatda, ishchi diyot oqim o'tkazadi, ikkinchisida esa u o'tmaydi. Shuning uchun katod qayerda va anod qayerda ekanligi aniq ma'lum bo'lgan qurilmani olib, uni diodga ulash kerak. Agar qurilma oqim mavjudligini ko'rsatsa, u holda diod to'g'ri ulangan. Bu shuni anglatadiki, qurilmaning katodi va diodning katodi, shuningdek, qurilma anodi va diodning anodiga to'g'ri keladi. Aks holda, ulanishlarni almashtirishingiz kerak.
1. Agar diod bo'lsatok har ikki yo'nalishda ham o'tmaydi, keyin u yonib ketadi va tuzatib bo'lmaydi.
2. Agar, aksincha, o'tkazib yuborsa, u buziladi. Uni tashlab yuborish kerak.
Diodalar sinovchilar va zondlar tomonidan tekshiriladi. Diyotlarda katod va anod galvanik quvvat manbalaridan (akkumulyatorlar, batareyalar va boshqalar) farqli o'laroq, ularning moddiy dizayni bilan qattiq bog'langan.
Elektr zanjirining yarimo'tkazgich elementlaridagi (diodlar) katod elektrod (oyoq) bo'lib, undan musbat (+) potentsial chiqadi. Sxema orqali u elektr ta'minotining salbiy potentsialiga ulanadi. Bu shuni anglatadiki, to'g'ridan-to'g'ri diodaning yarimo'tkazgichidagi oqim anoddan katodga yo'nalishda oqadi. Elektr diagrammalarida bu jarayon ramziy ravishda shunday ko'rsatilgan.
Agar bir oyoqli diod (elektrod) o'zgaruvchan kuchlanishga ulangan bo'lsa, ikkinchi elektrodda biz ijobiy yoki salbiy yarim sinus to'lqinini olamiz. Agar siz ikkita diodni ko'prikka ulasangiz, biz to'g'rilangan deyarli doimiy elektr tokini kuzatamiz.
Galvanik to'g'ridan-to'g'ri oqim manbalari - akkumulyatorlar (batareyalar)
Ushbu mahsulotlardagi katod va anod elektr toki oqimining yo'nalishiga qarab o'rnini o'zgartiradi, chunki bir holatda ularga kuchlanish kelmaydi va ularning o'zlari kimyoviy reaktsiya tufayli to'g'ridan-to'g'ri oqim manbalari bo'lib xizmat qiladi. Bu erda anod manfiy elektrod, katod esa musbat elektrod bo'ladi. Boshqa holatda, odatdagi elektroliz jarayoni batareyada sodir bo'ladi.
Qachonbatareya zaryadsizlangan va elektr tokining manbai bo'lib xizmat qilgan kimyoviy reaktsiya to'xtagan bo'lsa, uni tashqi quvvat manbai yordamida zaryad qilish kerak. Shunday qilib, biz elektroliz jarayonini boshlaymiz, ya'ni. galvanik batareyaning asl xususiyatlarini tiklash. Akkumulyatorning katodiga manfiy zaryad, anodga esa musbat zaryad qo'llanilishi kerak, keyin batareya quvvatlanadi.
Shunday qilib, galvanik elementdagi katod va anodni qanday aniqlash mumkinligi haqidagi savolga javob uning zaryad olayotganiga yoki elektr toki manbai boʻlib xizmat qilayotganiga bogʻliq.
Xulosa
Yuqorida aytilganlarning barchasini yig'indisi sifatida katod ortiqcha elektronlar paydo bo'ladigan elektrod, anod esa elektronlar etishmasligi paydo bo'ladigan elektroddir. Ammo elektr zanjiri elementining ma'lum bir elektrodidagi ortiqcha yoki minus elektr toki oqimining yo'nalishi bilan belgilanadi.
