Katoda i anoda su dvije komponente jednog procesa: protok električne struje. Svi materijali se mogu podijeliti u dvije vrste - to su provodnici, u čijoj strukturi postoji veliki višak slobodnih elektrona, i dielektrici (u njima praktički nema slobodnih elektrona).
Koncept električne struje
Električna struja je uredno kretanje naelektrisanih elementarnih čestica u strukturi materije pod uticajem elektromagnetnog napona. Ako se na provodnik primijeni konstantni napon, tada će se slobodni elektroni koji imaju negativan naboj početi kretati u urednom smjeru prema anodi (pozitivno nabijena elektroda) od katode (negativno nabijene elektrode). Struja će teći u suprotnom smjeru. A katoda i anoda su dvije elektrode, između kojih je nastao pad (razlika) elektromagnetnog napona.
Provodniki i dielektrici
Provodnici i dielektrici mogu biti čvrste, tečne i gasovite supstance. Ovo nije važno za protok električne struje. Uz produženu primjenuelektromagnetnog napona na materijal, višak elektrona će se formirati na katodi, a nedostatak na anodi. Ako se napon primjenjuje dovoljno dugo, tada će vezani elektroni zajedno s atomima pobjeći iz strukture materijala od kojeg je napravljena anoda, a sam materijal će početi kemijski reagirati s kemijski aktivnim tvarima iz okoline. Ovaj proces se zove elektroliza.
Elektroliza
Katoda i anoda u elektrohemiji su dva pola konstantnog elektromagnetnog napona koji se primenjuje na rastvore soli ili taline. Kada struja nastane iz viška elektrona, anoda počinje da se raspada, tj. sami pozitivno nabijeni atomi supstance će pasti u fiziološki rastvor (okolina) i biti prebačeni na katodu, gde će se taložiti u pročišćenom obliku. Ovaj proces se naziva galvanski. Uz pomoć galvanizacije razni proizvodi se premazuju tankim slojem cinka, bakra, zlata, srebra i drugih metala.
Šta je katoda i koji su zadaci koje obavlja u elektrolizi? To se može razumjeti na sljedeći način: ako napravite anodu od bronce ili kalaja, onda na katodi dobijete štampanu ploču presvučenu tankim slojem bakra ili kalaja (koja se koristi u elektronskoj industriji). Pozlaćeni nakit, bakreni, pa čak i pozlaćeni aluminijumski vrhovi za elektrotehniku dobijaju se na isti način kako bi se povećala električna provodljivost.
Odgovori na pitanja o tome šta su anoda i katoda su očigledni u elektrolizi: anoda kao rezultat curenjajednosmjerna struja kroz slanu otopinu se uništava, a katoda preuzima materijal anode. Čak je i takav termin nastao u okruženju galvanizacije - "eloksiranje katode". Ne nosi fizičko značenje, ali savršeno prikazuje stvarnu suštinu problema.
Poluvodiči
Poluprovodnici su materijali koji nemaju slobodne elektrone u strukturi, a atomski ne ostaju dobro na svom mestu. Ako se takav materijal u tekućem ili gasovitom stanju stavi u magnetsko polje, a zatim ostavi da se stvrdne, tada će se dobiti električno strukturirani poluprovodnik, koji će propuštati struju samo u jednom smjeru.
Diode su napravljene od ovog materijala koristeći gornju osobinu. Oni su dva tipa:
a) sa "p-n-p" provodljivošću;
b) sa "n-p-n" provodljivošću.
U praksi, ova suptilnost strukture diode nije bitna. Važno je pravilno spojiti diodu u električni krug. Gdje je anoda, gdje je katoda - pitanje koje mnoge zbunjuje. Na diodi postoje posebne oznake: ili A i K, ili + i -. Postoje samo dva načina za spajanje diode na DC električni krug. U jednom slučaju, dioda koja radi će provoditi struju, au drugom neće. Stoga je potrebno uzeti uređaj za koji se pouzdano zna gdje je katoda, a gdje anoda i spojiti ga na diodu. Ako uređaj pokazuje prisutnost struje, dioda je ispravno spojena. To znači da su se katoda uređaja i katoda diode, kao i anoda uređaja i anoda diode, poklopile. U suprotnom, morate zamijeniti veze.
1. Ako diodane propušta struju u oba smjera, tada je izgorio i ne može se popraviti.
2. Ako, naprotiv, promaši, onda je slomljen. Treba ga baciti.
Diode provjeravaju testeri i sonde. Kod dioda, katoda i anoda su čvrsto vezane za svoj materijalni dizajn, za razliku od galvanskih izvora napajanja (akumulatori, baterije, itd.).
Katoda u poluvodičkim elementima (diodama) električnog kola je elektroda (noga), iz koje izlazi pozitivni (+) potencijal. Kroz strujni krug je spojen na negativni potencijal napajanja. To znači da struja direktno u poluvodiču diode teče u smjeru od anode do katode. Na električnim dijagramima, ovaj proces je simbolično označen kao takav.
Ako je dioda s jednom nogom (elektrodom) spojena na naizmjenični napon, tada ćemo na drugoj elektrodi dobiti pozitivan ili negativan polu-sinusni val. Ako spojite dvije diode u most, tada ćemo uočiti ispravljenu električnu skoro konstantnu struju.
Galvanski izvori jednosmerne struje - akumulatori (baterije)
Katoda i anoda u ovim proizvodima mijenjaju mjesta u zavisnosti od smjera toka električne struje, jer u jednom slučaju na njih ne dolazi napon, a sami služe kao izvori jednosmjerne struje uslijed kemijske reakcije. Ovdje će anoda biti negativna elektroda, a katoda pozitivna elektroda. U drugom slučaju, uobičajeni proces elektrolize odvija se u bateriji.
Kadabaterija je ispražnjena i hemijska reakcija koja je služila kao izvor električne struje je prestala, mora se puniti pomoću eksternog izvora napajanja. Tako započinjemo proces elektrolize, tj. vraćanje originalnih svojstava galvanske baterije. Negativno naelektrisanje mora se primeniti na katodu baterije, a pozitivno na anodu, tada će se baterija napuniti.
Dakle, odgovor na pitanje kako odrediti katodu i anodu u galvanskoj ćeliji zavisi od toga da li se puni ili služi kao izvor električne struje.
Zaključak
Kao zbir svega navedenog, katoda je elektroda na kojoj se pojavljuje višak elektrona, a anoda je elektroda na kojoj se javlja manjak elektrona. Ali plus ili minus na određenoj elektrodi elementa električnog kola određen je smjerom toka električne struje.
