Аноды это: что это такое, как их определить и запомнить

что это такое, как их определить и запомнить

Среди терминов в электрике встречаются такие понятия как анод и катод. Это касается источников питания, гальваники, химии и физики. Термин встречается также в вакуумной и полупроводниковой электронике. Им обозначают выводы или контакты устройств и каким электрическим знаком они обладают. В этой статье мы расскажем, что это такое анод и катод, а также как определить где они находятся в электролизере, диоде и у батарейки, что из них плюс, а что минус.

• Электрохимия и гальваника
• Процесс электролиза или зарядки аккумулятора
• Гальванотехника
• В электронике
• Заключение

Электрохимия и гальваника

В электрохимии есть два основных раздела:

1. Гальванические элементы – производство электричества за счет химической реакции. К таким элементам относятся батарейки и аккумуляторы. Их часто называют химическими источниками тока.
2. Электролиз – воздействие на химическую реакцию электроэнергией, простыми словами – с помощью источника питания запускается какая-то реакция.

Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию в гальваническом элементе, тогда какие процессы протекают на его электродах?

• Анод – электрод на котором наблюдается окислительная реакция, то есть он отдаёт электроны. Электрод, на котором происходит окислительная реакция – называется восстановителем.
• Катод – электрод на котором протекает восстановительная реакция, то есть он принимает электроны. Электрод, на котором происходит восстановительная реакция – называется окислителем.

Отсюда возникает вопрос – где плюс, а где минус у батарейки? Исходя из определения, у гальванического элемента анод отдаёт электроны.

Важно! В ГОСТ 15596-82 дано официальное определение названий выводов химических источников тока, если кратко, то плюс на катоде, а минус на аноде.

В данном случае рассматривается протекание электрического тока

по проводнику внешней цепи от окислителя (катода) к восстановителю (аноду). Так как электроны в цепи текут от минуса к плюсу, а электрический ток наоборот, тогда катод – это плюс, а анод – это минус.

Внимание: ток всегда втекает в анод!

Или то же самое на схеме:

Процесс электролиза или зарядки аккумулятора

Эти процессы похожи и обратны гальваническому элементу, поскольку здесь не энергия поступает за счет химической реакции, а наоборот – химическая реакция происходит за счет внешнего источника электричества.

В этом случае плюс источника питания всё также называется катодом, а минус анодом. Зато контакты заряжаемого гальванического элемента или электроды электролизера уже будут носить противоположные названия, давайте разберемся почему!

Важно! При разряде гальванического элемента анод – минус, катод – плюс, при зарядке наоборот.

Так как ток от плюсового вывода источника питания поступает на плюсовой вывод аккумулятора – последний уже не может быть катодом. Ссылаясь на вышесказанное можно сделать вывод, что в этом случае электроды аккумулятора при зарядке условно меняются местами.

Тогда через электрод заряжаемого гальванического элемента, в который втекает электрический ток, называют анодом. Получается, что при зарядке у аккумулятора плюс становится анодом, а минус катодом.

Гальванотехника

Процессы осаждения металлов в результате химической реакции под воздействием электрического тока (при электролизе) называют гальванотехникой. Таким образом мир получил посеребренные, золоченные, хромированные или покрытые другими металлами украшения и детали. Этот процесс используют как в декоративных, так и в прикладных целях – для улучшения стойкости к коррозии различных узлов и агрегатов механизмов.

Принцип действия установок для нанесения гальванического покрытия лежит в использовании растворов солей элементов, которыми будут покрывать деталь, в качестве электролита.

В гальванике анод также является электродом, к которому подключаются плюсовой вывод источника питания, соответственно катод в этом случае – это минус. При этом металл осаждается (восстанавливается) на минусовом электроде (реакция восстановления). То есть если вы хотите сделать позолоченное кольцо своими руками – подключите к нему минусовой вывод блока питания и поместите в ёмкость с соответствующим раствором.

В электронике

Электроды или ножки полупроводниковых и вакуумных электронных приборов тоже часто называют анодом и катодом. Рассмотрим условное графическое обозначение полупроводникового диода на схеме:

Как мы видим, анод у диода подключается к плюсу батареи. Он так называется по той же причине – в этот вывод у диода в любом случае втекает ток. На реальном элементе на катоде есть маркировка в виде полосы или точки.

У светодиода аналогично. На 5 мм светодиодах внутренности видны через колбу. Та половина, что больше — это катод.

Также обстоит ситуация и с тиристором, назначение выводов и «однополярное» применение этих трёхногих компонентов делают его управляемым диодом:

У вакуумного диода анод тоже подключается к плюсу, а катод к минусу, что изображено на схеме ниже. Хотя при приложении обратного напряжения – названия этих элементов не изменятся, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пусть и незначительного.

С пассивными элементами, такими как конденсаторы и резисторы дело обстоит иначе. У резистора не выделяют отдельно катод и анод, ток в нём может протекать в любом направлении. Вы можете дать любые названия его выводам, в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы. У обычных неполярных конденсаторов также. Реже такое разделение по названиям контактов наблюдается в электролитических конденсаторах.

Заключение

Итак, подведем итоги, ответив на вопрос: как запомнить где плюс, где минус у катода с анодом? Есть удобное мнемоническое правило для электролиза, заряда аккумуляторов, гальваники и полупроводниковых приборов. У этих слов с аналогичными названиями одинаковое количество букв, что проиллюстрировано ниже:

Во всех перечисленных случаях ток вытекает из катода, а втекает в анод.

Пусть вас не собьёт с толку путаница: «почему у аккумулятора катод положительный, а когда его заряжают – он становится отрицательным?». Помните у всех элементов электроники, а также электролизеров и в гальванике – в общем у всех потребителей энергии анодом называют вывод, подключаемый к плюсу. На этом отличия заканчиваются, теперь вам проще разобраться что плюс, что минус между выводами элементов и устройств.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

Теперь вы знаете, что такое анод и катод, а также как запомнить их достаточно быстро. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Материалы по теме:

• Чем отличается переменный ток от постоянного
• Фазное и линейное напряжение в сети
• Как зарядить батарейку в домашних условиях

Анод | это… Что такое Анод?

Ано́д (др.

-греч. ἄνοδος — движение вверх) — электрод некоторого прибора, присоединённый к положительному полюсу источника питания. Электрический потенциал анода положителен по отношению к потенциалу катода.

Содержание 1 Анод в электрохимии 2 Анод в вакуумных электронных приборах 3 Анод у полупроводниковых приборов 4 Знак анода и катода 5 См. также 6 Литература 7 Ссылки

Анод в электрохимии

При процессах электролиза (получение элементов из солевых растворов и расплавов под действием постоянного электрического тока), анод — электрически положительный полюс, на нём происходят окислительно-восстановительные реакции (окисление), результатом которых, в определённых условиях, может быть разрушение (растворение) анода, что используется, к примеру, при электрорафинировании металлов.

Аноды — множественное число слова «анод»; эта форма применяется преимущественно в металлургии, где применяются аноды для гальваники, используемые для нанесения на поверхность изделия слоя металла электрохимическим способом, либо для электрорафинирования, где металл с примесями растворяется на аноде и осаждается в очищенном виде на катоде. Основное распространение получили аноды из цинка (бывают сферические, литые и катаные, чаще используются последние), никеля, меди (среди которых отдельно выделяют медно-фосфористые, марки АМФ), кадмия (применение которых сокращается из-за экологической вредности), бронзы, олова (применяются при производстве печатных плат в радиоэлектронной промышленности), сплава свинца и сурьмы, серебра, золота и платины. Аноды из недрагоценных металлов применяются для повышения коррозионной стойкости, повышения эстетических свойств предметов и др. целей. Аноды из драгоценных металлов применяются гальваническим производством для повышения электропроводности изделий и др.

Анод в вакуумных электронных приборах

Анод электронной лампы

В вакуумных электронных приборах анод — электрод, который притягивает к себе летящие электроны, испущенные катодом. В электронных лампах и рентгеновских трубках конструкция анода такова, что он полностью поглощает электроны. А в электронно-лучевых приборах анод является элементом электронной пушки. Он поглощает лишь часть летящих электронов, формируя после себя электронный луч.

Анод у полупроводниковых приборов

Полупроводниковый прибор — диод

Полупроводниковый прибор — тринистор

Электрод полупроводникового прибора (диода, тиристора), подключённый к положительному полюсу источника тока, когда прибор открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключённый к отрицательному полюсу — катодом.

Знак анода и катода

В литературе встречается различное обозначение знака анода — «+» или «-», что определяется, в частности, особенностями рассматриваемых процессов.

В электрохимии принято считать, что катод — электрод, на котором происходит процесс восстановления, а анод — тот, где протекает окисление^[1]. При работе электролизера (например, при рафинировании меди) внешний источник тока обеспечивает на одном из электродов избыток электронов (отрицательный заряд), здесь происходит восстановление металла, это катод. На другом электроде обеспечивается недостаток электронов и окисление металла, это анод.

В то же время при работе гальванического элемента (к примеру, медно-цинкового), избыток электронов (и отрицательный заряд) на одном из электродов обеспечивается не внешним источником тока, а собственно реакцией окисления металла (растворения цинка), то есть здесь отрицательным, если следовать приведённому определению, будет уже анод. Электроны, проходя через внешнюю цепь, расходуются на протекание реакции восстановления (меди), то есть катодом будет являться положительный электрод.

В соответствии с таким толкованием, для аккумулятора анод и катод меняются местами в зависимости от направления тока внутри аккумулятора^[2][3].

В электротехнике анод — положительный электрод, ток течет от анода к катоду, электроны, соответственно, наоборот.

См. также

• Катод
• Электролиз
• Мнемонические правила запоминания знака анода

Литература

1. ↑ Антропов Л. И. Теоретическая электрохимия : Учеб. для хим.-технолог. спец. вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. : Высш. шк., 1984. — С. 13.
2. ↑ Левин А. И. Теоретические основы электрохимии. — М.: Металлургиздат, 1963. — С. 131.
3. ↑ Справочник по электрохимии / Под ред. А. М. Сухотина. — Л. : Химия, 1981. — С. 405.

Ссылки

• Анод // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Анод в Большой Советской Энциклопедии
• Знаем ли мы, что такое АНОД?
• Рекомендации ИЮПАК по выбору знака для величин анодного и катодного токов

Что такое анод? — Определение из Trenchlesspedia

Что означает анод?

Анод — это положительно заряженный электрод электролитической ячейки, который притягивает электроны или отрицательный заряд. В электролитической ячейке атаке подвергается анод, потому что это место, где ток выходит из металла и попадает в электролит.

Аноды со временем подвергаются коррозии, и когда эта электрохимическая ячейка создается на металлических трубах из-за условий, благоприятных для коррозии, таких как влажная земля, образуются ямки или бугорки.

Коррозия труб может привести к выходу из строя трубы, но благодаря бестраншейной технологии теперь можно использовать дистанционный видеоконтроль для обнаружения коррозии и использовать бестраншейные методы восстановления, такие как механический точечный ремонт, вулканизация трубы на месте (CIPP) и скользящая прокладка .

Реклама

Объяснения Trenchlesspedia Анод

Для металлической трубы, закопанной во влажную почву, между поверхностью трубы и окружающими участками возникают небольшие потенциалы. Это похоже на то, что происходит в аккумуляторе. От отрицательно заряженных участков ток поступает в электролит, которым в случае заглубленной трубы является грунт. Ток течет к положительно заряженной области или катоду, а затем возвращается по трубе, создавая цепь.

В ходе этого процесса отрицательно заряженная область металла начинает растворяться, создавая то, что мы наблюдаем в виде ямок. Однако ничего не происходит в положительно заряженной области или на катоде; для создания цепи не менее важен катод. В некоторых случаях, когда трубы должны быть закопаны в среду, которая может способствовать коррозии, для создания катодной защиты используются расходуемые аноды. Металлический сплав, используемый для этой цели, имеет более активное напряжение, чем металл трубы, которую он защищает, вызывая коррозию расходуемого анода в первую очередь.

Реклама

Поделись этим термином

Связанные термины

• Катодная коррозия
• Катодная защита
• Туберкулез
• Защита от коррозии
• Труба вулканизируемая на месте

• Гальванический элемент
• Цинкование
• Коррозия
• Видео осмотр
• Биологическая коррозия

Похожие чтения

• Взгляд на радар проникновения в трубы
• Восстановление городских водопроводов с использованием бестраншейной технологии
• Методы предотвращения коррозии в инфраструктуре
• Чугунная сантехника: очистка и ремонт бугорков в трубах
• Бестраншейный ремонт и очистка канализации 101
• Давление: почему это ключ к предотвращению непреднамеренных возвратов

Метки

Бестраншейные методыБестраншейная реабилитацияТехническое обслуживание

Актуальные статьи

Бестраншейная реабилитация

5 лучших способов соединения труб, на которые всегда можно положиться

Бестраншейное строительство

Понимание 4 этапов исследования места

Бестраншейное строительство

Это ямы: ямы и раскопки в бестраншейном проекте, учебник для начинающих

Бестраншейная реабилитация

Как узнать, есть ли в вашем доме асбестоцементные трубы

Как работают жертвенные аноды?

Реклама

Каждый раз, когда у вас есть два разных металла, которые физически или электрически соединены и погружены в морскую воду, они становятся батареей. Некоторое количество тока протекает между двумя металлами. Электроны, составляющие этот ток, поставляются одним из металлов, отдающим частички себя — в виде ионов металла — морской воде. Это называется гальванической коррозией, и если ее не остановить, она быстро разрушает подводные металлы.

Чаще всего гальванической коррозии подвергается бронзовый или алюминиевый гребной винт на валу из нержавеющей стали, но металлические стойки, рули, рулевая фурнитура, подвесные двигатели и кормовые приводы также подвергаются риску. Способ противодействия гальванической коррозии заключается в добавлении в цепь третьего металла, который быстрее двух других отдает свои электроны. Этот кусок металла называется жертвенным анодом, и чаще всего это цинк. На самом деле, большинство яхтсменов называют жертвенные аноды просто цинками.

Трудно переоценить важность обслуживания анодов на вашей лодке. Когда анод отсутствует или сильно изношен, металлический компонент, для защиты которого он был установлен, начинает растворяться — это гарантировано.

Сколько цинка

Степень защиты цинкового анода зависит от площади его поверхности. Необходимая площадь поверхности цинка зависит от типа защищаемого металла и химического состава воды, но вы можете использовать 1% площади поверхности защищаемого металла в качестве отправной точки. Часто проверяйте защищаемый металл. Если на нем видны признаки коррозии, несмотря на цинк, вам нужна большая площадь поверхности.

Цинк следует заменить, если около половины анода разрушено коррозией. В идеале мы хотим, чтобы это происходило не чаще, чем раз в год. Срок службы жертвенного цинкового анода зависит от его веса. Когда цинка хватает меньше, чем на год, вам нужен более весомый.

Однако, как правило, вам не нужно определять подходящий размер анода (кроме диаметра цинкового кольца вала). Скорее, вы просто заменяете истощенные цинки новыми того же размера. Проверяйте все цинки не реже одного раза в год и заменяйте все, что израсходовано наполовину. Вот несколько рекомендаций по замене.

Необходим электрический контакт

Существует досадное заблуждение, что жертвенный анод можно установить где угодно, даже повесить сбоку на веревке, и он все равно будет выполнять свои функции. Это неправильно!

Чтобы цинковый анод обеспечивал какую-либо защиту, он должен находиться в электрическом контакте с защищаемым металлом. Проводимость воды недостаточна. Нам нужен контакт металл-металл с низким сопротивлением — либо путем крепления цинка непосредственно к защищаемому металлу, либо путем соединения их проводом. Висячий анод может обеспечить защиту, если он соединен проводом с защищаемым металлом.

Если цинк крепится непосредственно к защищаемому металлу — например, прикручен болтами к металлическому рулю направления — перед установкой анода необходимо убедиться, что поверхность под цинком чистая и блестящая. Это необходимо для обеспечения хорошего электрического контакта.

Без краски

Проходные аноды не могут выполнять свою функцию, если они не открыты. Нанесение краски на анод заглушает его, делая бесполезным. Никогда не покрывайте аноды нижней краской или чем-либо еще.

Стойки и рули направления

Гребные винты обычно защищены цинковым кольцом, состоящим из двух частей и скрепленных болтами вокруг вала перед гребным винтом. Очень важно убедиться, что вал чистый и блестящий, прежде чем прикреплять к нему хомут. Защита от коррозии подвесных и наружных гребных винтов обычно обеспечивается привинчиваемым цинковым кольцом или цинковой гайкой опоры.

Металлические рули и стойки легче всего защитить цинковыми дисками, привинченными непосредственно к металлу. Цинковые рули имеют неглубокую куполообразную форму, чтобы упростить их и свести к минимуму их сопротивление и турбулентность.

Пластины корпуса

Склеивание — это вообще отдельная тема, но лодки со всеми подводными деталями, соединенными вместе электрически, обычно оснащаются одной или несколькими цинковыми пластинами, привинченными к корпусу. Крепежные болты для этих анодов соединены толстым электрическим кабелем с цепью заземления. Если позволить этим анодам истощиться или если электрическое соединение ухудшится, другие подводные металлические детали, такие как бронзовые фитинги, проходящие через корпус, начнут подвергаться коррозии.

Цинковые листы корпуса также устанавливаются на металлические лодки для защиты корпуса. Излишне говорить, что за такими анодами необходимо тщательно следить.

Outdrives

Смесь металлов, находящихся в погруженном состоянии, делает кормовые приводы и подвесные моторы особенно подверженными гальванической коррозии. Многие из них оснащены несколькими анодами. Как правило, они включают в себя как минимум жертвенный триммер (предназначенный для предупреждения об истощении при смене рулевого управления), цинковую пластину или две, прикрепленные к картеру редуктора или антивентиляционной пластине, и, возможно, аноды в выхлопной полости и в водяной рубашке. Рекомендуется обратиться к руководству по эксплуатации вашего двигателя, чтобы убедиться, что вы знаете, где находится каждый анод. Затем проверьте их все и обновите те, которые истощены более чем наполовину.

Цинковые карандаши

Теплообменники, поскольку они обычно изготавливаются из медного сплава, подвержены риску гальванической коррозии. Для борьбы с этим многие теплообменники оснащены цинковым «карандашным» анодом. Вы найдете его (или нет) под латунной пробкой в ​​теплообменнике. Карандаш выкручивается из штекера для замены. Некоторые двигатели имеют аналогичный цинковый карандаш внутри рубашки водяного охлаждения для защиты разнородных металлов в двигателе. Определите, оснащены ли ваш двигатель и теплообменник внутренними анодами, и если да, проверяйте их не реже одного раза в год. Если они наполовину истощены. . . Ну ты знаешь.

Не цинк

В последние годы кадмий в цинке стал проблемой для окружающей среды, что привело к движению в сторону алюминиевых анодов. Такие аноды эффективны даже для защиты алюминиевых компонентов — например, нижних торцевых частей — потому что алюминий, используемый в аноде, представляет собой более анодный сплав. Аноды из алюминиевого сплава почти наверняка станут более распространенными. Этого еще не произошло только потому, что стоимость алюминиевых анодов была выше, чем цинковых без какой-либо заметной выгоды для владельца лодки. Сегодня алюминий на самом деле дешевле цинка. Кроме того, алюминиевые аноды, как правило, служат дольше, они лучше, чем цинковые, работают в солоноватой воде (и, возможно, также в соленой воде), и они кажутся более безопасными для окружающей среды. При переходе с цинка на алюминий ВСЕ ваши аноды должны быть алюминиевыми. В некоторых регионах это может быть проблемой, так как многие местные поставщики морского оборудования до сих пор не располагают широким ассортиментом алюминиевых анодов. Это в конечном итоге изменится.

В пресной воде магниевые аноды лучше защищают подводные металлы, особенно алюминий. Однако магний — хороший выбор только для пресной воды. Если какая-либо из ваших лодок также находится в солоноватой или соленой воде, установите алюминиевые аноды.

Реклама

Связанные статьи

Базовое лодочное оборудование

Надлежащая экипировка — от предметов первой необходимости до защитного снаряжения — является ключом к безопасному и приятному дню на воде. Вот краткое изложение того, что нужно каждой новой лодке.

Подробнее

Столкновение с наводнением

Неконтролируемое затопление — одна из самых коварных чрезвычайных ситуаций, с которыми может столкнуться яхтсмен. Вот как можно улучшить свои шансы и дать вашей лодке шанс на успех.

Подробнее

Электрическая дилемма на скамье подсудимых

Какая утечка электрического тока допустима, прежде чем ваши бортовые системы отключатся? Новые правила для обнаружения этой утечки могут повлиять на вас.

Подробнее

Темы

Нажмите, чтобы ознакомиться со статьями по теме

безопасность и профилактикабезопасность лодок

Опубликовано: июль 2012 г.

Автор

Дон Кейси

Сотрудник журнала BoatUS Magazine

Дон Кейси был одним из самых популярных экспертов по уходу за лодками и их модернизации в течение 30 лет, а также входит в группу экспертов журнала BoatUS. Он и его жена курсируют на борту своего 30-футового корабля часть года в восточной части Карибского моря. Его книги включают «Полное иллюстрированное руководство по обслуживанию парусных лодок» Дона Кейси и недавно обновленную «Эта старая лодка» — библию для яхтсменов-любителей.

Журнал BoatUS является преимуществом членства в BoatUS

Преимущества членства включают:

• Подписка на печатную версию журнала BoatUS Magazine

• 4% возврата при покупках в магазинах West Marine или на сайте WestMarine.