Катодът и анодът са два компонента на един процес: потокът на електрически ток. Всички материали могат да бъдат разделени на два вида - това са проводници, в структурата на които има голям излишък от свободни електрони, и диелектрици (в тях практически няма свободни електрони).
Концепцията за електрически ток
Електрическият ток е подредено движение на заредени елементарни частици в структурата на материята под въздействието на електромагнитно напрежение. Ако към проводника се приложи постоянно напрежение, тогава свободните електрони с отрицателен заряд ще започнат да се движат в подредена посока към анода (положително зареден електрод) от катода (отрицателно зареден електрод). Токът, съответно, ще тече в обратна посока. А катодът и анодът са два електрода, между които се е образувала капка (разлика) на електромагнитното напрежение.
Проводници и диелектрици
Проводниците и диелектриците могат да бъдат твърди, течни и газообразни вещества. Това не е важно за протичането на електрически ток. При продължително приложениеелектромагнитно напрежение към материала, излишъкът от електрони ще се образува на катода и недостигът му на анода. Ако напрежението се прилага достатъчно дълго, тогава свързаните електрони заедно с атомите ще избягат от структурата на материала, от който е направен анодът, а самият материал ще започне да реагира химически с химически активни вещества от околната среда. Този процес се нарича електролиза.
Електролиза
Катодът и анодът в електрохимията са двата полюса на постоянно електромагнитно напрежение, приложено към солеви разтвори или стопилки. Когато ток възниква от излишък на електрони, анодът започва да се разпада, т.е. самите положително заредени атоми на веществото ще попаднат във физиологичния разтвор (околната среда) и ще бъдат прехвърлени към катода, където ще се утаят в пречистена форма. Този процес се нарича галваничен. С помощта на галваничното покритие различни продукти се покриват с тънък слой от цинк, мед, злато, сребро и други метали.
Какво е катод и какви са задачите, които изпълнява при електролизата? Това може да се разбере, като направите следното: ако направите анод от бронз или калай, тогава върху катода получавате печатна платка, покрита с тънък слой мед или калай (използва се в електронната индустрия). По същия начин се получават позлатени бижута, медно покритие и дори позлатени алуминиеви накрайници за електротехниката, за да се повиши електрическата проводимост.
Отговорите на въпросите какво представляват анодът и катодът са очевидни при електролизата: анодът в резултат на изтичанепостоянният ток през саламура се разрушава и катодът поема анодния материал. Дори такъв термин възниква в средата на галваничното покритие – „анодиране на катода“. Той не носи физическо значение, но перфектно показва действителната същност на проблема.
Полупроводници
Полупроводниците са материали, които нямат свободни електрони в структурата, а атомните не се задържат добре. Ако такъв материал в течно или газообразно състояние се постави в магнитно поле и след това се остави да се втвърди, тогава ще се получи електрически структуриран полупроводник, който ще пропуска ток само в една посока..
Диодите са направени от този материал, използвайки горното свойство. Те са два вида:
а) с "p-n-p" проводимост;
b) с проводимост "n-p-n".
На практика тази тънкост на диодната структура няма значение. Важно е правилно да свържете диода към електрическата верига. Къде е анодът, къде е катодът - въпрос, който мнозина недоумяват. На диода има специални обозначения: или A и K, или + и -. Има само два начина за свързване на диод към DC електрическа верига. В единия случай работещият диод ще провежда ток, а в другия не. Следователно е необходимо да вземете устройство, на което да се знае със сигурност къде е катодът и къде е анодът, и да го свържете към диода. Ако устройството показва наличието на ток, тогава диодът е свързан правилно. Това означава, че катодът на устройството и катодът на диода, както и анодът на устройството и анодът на диода, съвпадат. В противен случай трябва да размените връзките.
1. Ако диодътне пропуска ток и в двете посоки, след което е изгорял и не може да бъде ремонтиран.
2. Ако, напротив, пропусне, значи е счупен. Трябва да се изхвърли.
Диодите се проверяват от тестери и сонди. При диодите катодът и анодът са строго обвързани с техния материален дизайн, за разлика от галваничните източници на енергия (акумулатори, батерии и т.н.).
Катодът в полупроводниковите елементи (диоди) на електрическата верига е електродът (краката), от който излиза положителният (+) потенциал. Чрез веригата той е свързан към отрицателния потенциал на захранването. Това означава, че токът директно в полупроводника на диода тече в посока от анода към катода. На електрическите схеми този процес е символично обозначен като такъв.
Ако диодът с един крак (електрод) е свързан към променливо напрежение, тогава на втория електрод ще получим положителна или отрицателна полусинусоидална вълна. Ако свържете два диода в мост, тогава ще наблюдаваме изправен електрически почти постоянен ток.
Галванични източници на постоянен ток - акумулатори (батерии)
Катодът и анодът в тези продукти сменят местата си в зависимост от посоката на потока на електрическия ток, тъй като в един случай напрежението не идва към тях, а самите те служат като източници на постоянен ток поради химическа реакция. Тук анодът ще бъде отрицателният електрод, а катодът ще бъде положителният електрод. В другия случай обичайният процес на електролиза се извършва в батерията.
Когабатерията е разредена и химическата реакция, която служи като източник на електрически ток, е спряна, тя трябва да се зареди с помощта на външен източник на захранване. Така започваме процеса на електролиза, т.е. възстановяване на оригиналните свойства на галваничната батерия. Отрицателен заряд трябва да се приложи към катода на батерията и положителен заряд към анода, след което батерията ще бъде заредена.
По този начин отговорът на въпроса как да се определи катода и анода в галваничната клетка зависи от това дали тя се зарежда или служи като източник на електрически ток.
Заключение
Като сумиране на всичко по-горе, катодът е електродът, на който се появява излишък от електрони, а анодът е електродът, при който се появява недостиг на електрони. Но плюс или минус на конкретен електрод на елемент на електрическа верига се определя от посоката на потока на електрическия ток.
