Κάθοδος και Άνοδος

Εισαγωγή

Η ροή του ρεύματος ορίζει την άνοδο και την κάθοδο. Το ρεύμα, με την ευρεία του έννοια, αναφέρεται σε οποιαδήποτε κίνηση ηλεκτρικού φορτίου. Ωστόσο, λάβετε υπόψη ότι η κατεύθυνση του ρεύματος καθορίζεται από το πού θα κινηθεί ένα θετικό φορτίο και όχι από το πού θα κινηθεί ένα αρνητικό φορτίο. Έτσι, εάν τα ηλεκτρόνια κινούνται σε ένα κύτταρο, το ρεύμα ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση. Γιατί ορίζεται με αυτόν τον τρόπο; Ποιος ξέρει, αλλά αυτός είναι ο κανόνας. Όταν φορείς θετικού φορτίου, όπως ιόντα ή πρωτόνια, μεταφέρουν το φορτίο, το ρεύμα ρέει προς την ίδια κατεύθυνση. Το ρεύμα ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση των φορέων αρνητικού φορτίου όπως τα ηλεκτρόνια στα μέταλλα.

Κάθοδος

Το αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο είναι η κάθοδος. Η κάθοδος τείνει να προσελκύει κατιόντα ή θετικά φορτισμένα σωματίδια.

Η κάθοδος είναι είτε δότης ηλεκτρονίων είτε πηγή ηλεκτρονίων. Είναι ικανό να δέχεται θετικά φορτία. Επειδή η κάθοδος μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρόνια, τα οποία είναι συνήθως τα ηλεκτρικά είδη που κάνουν την πραγματική κίνηση, είναι δυνατόν να πούμε ότι οι κάθοδοι δημιουργούν φορτίο ή ότι το ρεύμα ρέει από την κάθοδο στην άνοδο. Αυτό μπορεί να είναι περίπλοκο επειδή η κατεύθυνση του ρεύματος ορίζεται από την κίνηση ενός θετικού φορτίου. Απλώς έχετε κατά νου ότι οποιαδήποτε κίνηση φορτισμένων σωματιδίων είναι τρέχουσα.

Σε μια πολωμένη ηλεκτρική συσκευή, η κάθοδος είναι το μεταλλικό ηλεκτρόδιο μέσω του οποίου ρέει ρεύμα. Μια άνοδος, από την άλλη πλευρά, είναι το ηλεκτρόδιο σε μια πολωμένη ηλεκτρική συσκευή στην οποία ρέει ρεύμα από ένα εξωτερικό κύκλωμα. Οι κάθοδοι ονομάζονται από κατιόντα (θετικά φορτισμένα ιόντα), ενώ οι άνοδοι από ανιόντα (αρνητικά φορτισμένα ιόντα).

Μια κάθοδος υπάρχει ουσιαστικά για να ληφθούν ηλεκτρόνια από την άνοδο. Τόσο η άνοδος όσο και η κάθοδος βυθίζονται σε ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη και η ηλεκτρική ενέργεια ρέει από τα αρνητικά προς τα θετικά μέρη της μπαταρίας σας μέσω του αγωγού. Με λίγα λόγια, αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο μια μπαταρία παράγει ηλεκτρισμό.

Μια κάθοδος μπορεί να κατασκευαστεί από οποιοδήποτε υλικό, αρκεί να είναι ένας αποτελεσματικός οξειδωτικός παράγοντας που παραμένει σταθερός σε επαφή με έναν ηλεκτρολύτη. Επειδή έχουν χρήσιμη τάση λειτουργίας, τα μεταλλικά οξείδια δημιουργούν εξαιρετικά υλικά καθόδου. Το οξείδιο του χαλκού, το οξείδιο του λιθίου και το οξείδιο γραφικών είναι παραδείγματα αυτών.

Άνοδος

Μια άνοδος είναι το ηλεκτρόδιο σε μια πολωμένη ηλεκτρική συσκευή που λαμβάνει ρεύμα από ένα εξωτερικό κύκλωμα. Μια κάθοδος, από την άλλη πλευρά, είναι το ηλεκτρόδιο σε μια πολωμένη ηλεκτρική συσκευή μέσω της οποίας ρέει ρεύμα. Οι κάθοδοι ονομάζονται από κατιόντα (θετικά φορτισμένα ιόντα), ενώ οι άνοδοι από ανιόντα (αρνητικά φορτισμένα ιόντα).

Το θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο είναι γνωστό ως άνοδος. Ηλεκτρόνια ή ανιόντα έλκονται στην άνοδο. Η άνοδος μπορεί να είναι μια πηγή θετικού φορτίου ή ένας δέκτης ηλεκτρονίων.

Η άνοδος είναι ένα μέταλλο που οξειδώνεται, όπως ο ψευδάργυρος ή το λίθιο, και έτσι χάνει ηλεκτρόνια. Επιπλέει σε έναν διαλύτη ηλεκτρολύτη και αργά φθείρεται καθώς τα ηλεκτρόνια ρέουν κατά μήκος ενός αγωγού προς την κάθοδο.

Ο αγωγός (είτε είναι μεταλλικό σύρμα είτε σωλήνας) είναι ο τρόπος με τον οποίο έχουμε πρόσβαση στην ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από την άνοδο και, τελικά, πώς μια μπαταρία τροφοδοτεί τις συσκευές μας. Η μπαταρία θα πεθάνει μόλις η άνοδος διαβρωθεί εντελώς (ή χάσει τη φόρτισή της).

Διαφορά μεταξύ καθόδου και ανόδου

Μια άνοδος είναι πράγματι το ηλεκτρόδιο σε μια πολωμένη ηλεκτρική συσκευή που λαμβάνει ρεύμα από ένα εξωτερικό κύκλωμα.

Μια κάθοδος, από την άλλη πλευρά, είναι το ηλεκτρόδιο σε μια πολωμένη ηλεκτρική συσκευή μέσω της οποίας ρέει ρεύμα. Οι κάθοδοι ονομάζονται από κατιόντα (θετικά φορτισμένα ιόντα), ενώ οι άνοδοι από ανιόντα (αρνητικά φορτισμένα ιόντα).

Η άνοδος είναι πράγματι το φορτισμένο αρνητικό ηλεκτρόδιο σε μια συσκευή που καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια. Δίοδοι, ηλεκτρολυτικές κυψέλες στην παραγωγή υδρογόνου, καθώς και δευτερεύουσες κυψέλες μπαταρίας για επαναφόρτιση μπαταριών είναι παραδείγματα τέτοιων συσκευών. Ωστόσο, επειδή η ροή των ηλεκτρονίων αντιστρέφεται σε μια συσκευή ισχύος, η άνοδος είναι το αρνητικό τερματικό. Ηλεκτρολυτικές κυψέλες για παραγωγή υδρογόνου, σωλήνες κενού, λυχνίες καθοδικών ακτίνων, παλμογράφοι και κυψέλες κύριας μπαταρίας είναι παραδείγματα τέτοιων συσκευών (σε αυτές περιλαμβάνονται όλες οι μη επαναφορτιζόμενες μπαταρίες).

Για να το θέσω διαφορετικά, πώς τους ξεχωρίζουν οι χρήστες για την μπαταρία σας;

Είναι πραγματικά πολύ απλό. Σε κάθε άκρο των περισσότερων μπαταριών RV, αυτοκινήτου, ακόμη και οικιακών μπαταριών, υπάρχει ένα σύμβολο συν (+) και μείον (-). Το σύμβολο μείον αναφέρεται στην άνοδο επειδή είναι το αρνητικό ηλεκτρόδιο (και έτσι χάνει ηλεκτρόνια). Το σύμβολο συν, από την άλλη πλευρά, αναφέρεται στην κάθοδο επειδή είναι το θετικό ηλεκτρόδιο (και έτσι κερδίζει ηλεκτρόνια).

Γιατί είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τη διαφορά μεταξύ μιας ανόδου και μιας καθόδου σε μια μπαταρία;

Η κατανόηση της διαφοράς μεταξύ ανόδου και καθόδου είναι σημαντική επειδή σας επιτρέπει να κατανοήσετε ακριβώς πώς λειτουργούν οι μπαταρίες σας, είτε βρίσκεστε σε σκάφος, είτε οδηγείτε ένα όχημα αναψυχής είτε απλώς αλλάζετε τις μπαταρίες στο τηλεχειριστήριό σας. Θα έχετε αυτοπεποίθηση ότι θα εγκαταστήσετε σωστά τη μονάδα παραγωγής ενέργειας της συσκευής σας, είτε κάνετε τη δική σας εγκατάσταση ηλιακής ενέργειας είτε αντικαθιστάτε τις μπαταρίες σας.

Είναι επίσης χρήσιμο για την εκκίνηση ενός αυτοκινήτου. Έχετε κολλήσει ποτέ προσπαθώντας να καταλάβετε πού να τοποθετήσετε τους σφιγκτήρες καλωδίου ενίσχυσης; Καταλαβαίνετε τώρα ότι το ένα πηγαίνει στο αρνητικό άκρο (την άνοδο) και το άλλο πηγαίνει μόνο στο θετικό άκρο (την κάθοδο)

Χρήσεις

• Ο αρνητικός ή αναγωγικός αγωγός που απελευθερώνει ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κύκλωμα και οξειδώνεται σε μια αντίδραση χημικής επιστήμης είναι γνωστός ως φορτίο ανόδου.
• Ο θετικός ή οξειδωτικός αγωγός που αποκτά ηλεκτρόνια από το εξωτερικό κύκλωμα και χαμηλώνει κατά τη διάρκεια της αντίδρασης της χημικής επιστήμης αναφέρεται ως κάθοδος.
• Οι ηλεκτρολύτες συνήθως θεωρούνται υγρά, όπως νερό ή διαφορετικοί διαλύτες, με διαλυμένα άλατα, οξέα ή αλκάλια που απαιτούνται για την ιοντική αγωγιμότητα. Θα πρέπει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι αρκετές μπαταρίες, εκτός από τις τυπικές.

Συμπέρασμα

Το αρνητικό ή αναγωγικό ηλεκτρόδιο που εκπέμπει ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κύκλωμα και οξειδώνεται κατά τη διάρκεια μιας ηλεκτροχημικής αντίδρασης είναι γνωστό ως άνοδος.

Η Κάθοδος είναι το θετικό ή οξειδωτικό ηλεκτρόδιο που παίρνει ηλεκτρόνια από το εξωτερικό κύκλωμα και τα μειώνει κατά την ηλεκτροχημική αντίδραση.