Site Loader

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ, №6, 1924 год. Как работает катодная лампа?

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ, №6, 1924 год. Как работает катодная лампа?

«Радиолюбитель», №6, 1924 год, стр. 92, 94

Как работает катодная лампа?

Н. И.

Катодная лампа1) может работать в качестве усилителя, детектора и источника (генератора, возбудителя) незатухающих электрических колебаний.

Действие катодной лампы основано на интересном явлении, которое в свое время было обнаружено Эдисоном. Оказывается, что всякий накаленный металл непрерывно выбрасывает, или, как говорят, «излучает» в окружающее пространство находящиеся в нем электроны, подобно тому, как нагретая вода «выбрасывает» из себя мельчайшие частицы воды в виде пара. На рис. 1 мы видим внутри лампы металлическую нить Н, концы которой присоединены к батарее Бн (батарея накала), питающей нить электрическим током. Раскаленная током нить непрерывно выбрасывает электроны, которые, отлетев на некоторое расстояние, возвращаются к ней обратно. Но нить выбрасывает все новые электроны: непрерывно двигаясь, они толпятся вокруг нити, окружая ее электронным облачком (рис. 1).

Рис. 1. Раскаленная нить излучает электроны

Недалеко от нити, внутри лампы, мы видим металлическую пластинку A — называемую анодом. Какова ее роль? Чтобы понять это, обратимся к рис. 2. Здесь имеется еще одна батарея Ба (анодная батарея), положительный полюс которой присоединен к аноду, а отрицательный — к нити. Будет ли эта батарея давать ток? На первый взгляд может показаться, что тока она давать не будет, ибо ее цепь разомкнута: действительно, внутри лампы нить не соединена с анодом; здесь нет непрерывной проволочной цепи, которая бы тянулась между полюсами

Ба. Но если мы такой опыт произведем, мы увидим, что стрелка амперметра отклонится, а это указывает на то, что батарея Ба ток дает. Как же это происходит? Дело в том, что анод, присоединенный к положительному полюсу батареи, сам заряжается положительно. Всякое же положительно заряженное тело притягивает к себе свободные электроны. Следовательно, наш анод притягивает к себе электроны из электронного облачка, образовавшегося вокруг нити, накаленной током батареи накала Бн. Получается такая картина: под влиянием электродвижущей силы анодной батареи электроны от отрицательного полюса
Ба
устремляются по проводу через амперметр к нити, которая излучает их в облачко; здесь, попав под действие анода, они притягиваются к нему и дальше по проволоке возвращаются к положительному полюсу Ба. Таким образом, батарея Ба дает непрерывный ток, который движется по цепи: отрицательный полюс Ба — соединительный провод — амперметр — нить — пустота между нитью и анодом — анод — соединительный провод — положительный полюс (+) батареи Ба (эта цепь называется цепью анода). Если бы нить не накалялась батареей Бн
, т.-е. если бы нить не излучала электроны, никакого тока в анодной цепи не было бы, ибо электроны в своем движении не могли бы пройти через пустое непроводящее пространство внутри лампы, между нитью и анодом.

Рис. 2. Положительно заряженный анод притягивает электроны

На рис. 3 батарея Ба присоединена отрицательным полюсом к аноду, а положительным к нити; нетрудно понять, что в этом случае тока в анодной цепи не будет. Отрицательно заряженный анод отталкивает от себя электроны облачка.

Рис. 3. Отрицательно заряженный анод отталкивает электроны

Из сказанного вытекает интересное свойство такой лампы: она пропускает ток только в том случае, когда анод заряжен положительно. Если поэтому на место батареи Ба включить какой-нибудь источник переменного тока, который (источник) попеременно заряжает анод то положительно то отрицательно, то ток будет проходить по анодной цепи только в те полупериоды, когда анод заряжен положительно, а в следующий полупериод, когда анод заряжается отрицательно и ток должен пройти в обратном направлении, — лампа этого тока не пропустит. Т. о. такая лампа обладает детектирующим, выпрямляющим свойством, как раз тем же свойством, каким обладает детектор: включеная в цепь переменного тока, она выпрямляет его, превращает его в ток, текущий в одном и том же направлении.

В прежнее время такие лампы с двумя электродами (нитью и анодом) применялись вместо детектора. Теперь их заменила более совершенная трех-электродная лампа (триоды). Двухэлектродные лампы (диоды) применяются и в настоящее время для выпрямления переменных токов в постоянный.

Рис. 4. Сетка заряжена положительно

На рис. 4 изображена трехэлектродная лампа; мы здесь видим кроме нити и анода еще металлическую сетку. Эта сетка обладает замечательным свойством: при помощи ее по желанию можно регулировать (т.-е. увеличивать, уменьшать или прекращать) поток электронов, несущихся к аноду, (а следовательно, и силу тока в цепи анода), подобно тому, как при помощи водопроводного крана можно изменять протекающий по трубе поток воды.

Когда нить накалена, а анодная батарея Ба включена так же, как на рис. 2, то в анодной цепи существует ток, ибо сетка не препятствует движению электронов от нити к аноду: электроны свободно проходят сквозь отверстия сетки. Если мы теперь каким-нибудь образм зарядим сетку положительно (на рис. 4 сетка получает положительный заряд от положительного полюса батареи Бс), то электроны будут испытывать кроме притягательного действия анода еще добавочное притяжение, вызванное положительным зарядом сетки. В этом случае сетка как бы помогает аноду притягивать этектроны. Подгоняемые этой добавочной силой электроны устремятся к аноду в гораздо большем количестве, ток в анодной цепи будет гораздо сильнее, чем в том случае, когда сетка не была бы заряжена положительно. И чем больше этот положительный заряд сетки (в случае рис. 4, чем больше напряжение батареи

Бс) тем сильнее ток анодной цепи.

Рис 5. Сетка заряжена отрицательно.

Если же сетку зарядить отрицательно (рис. 5, где сетка присоединена к отрицательному полюсу батареи

Бс), то она не только не будет «подталкивать» алектроны в их движении к аноду, а наоборот, ее отрицательный заряд отталкивает обратно к нити электроны, стремящиеся пройти к аноду. Отрицательный заряд сетки будет мешать аноду притягивать к себе электроны, и чем больше, этот отрицательный заряд (в случае рис. 5, чем больше напряжение батареи Бс), тем меньше электронов сможет прорваться к аноду и тем, следовательно, слабее будет ток в анодной цепи. При достаточно большом отрицательном напряжении, приложенном к сетке, движение электронов прекратится и тока в цепи анода не будет. Изменяя напряжение, к сетке, можно изменять ток в цепи анода.

Самое интересное это то, что ничтожнейшие изменения напряжения на сетке значительно изменяют силу анодного тока. Вот почему и оказалось возможным применить лампу в качестве усилителя.

Электрические колебания, получающиеся от приходящих волн в приемнике, передаются на сетку лампы, вызывая на ней изменения напряжения. Как мы уже знаем, эти изменения вызовут такие же, но более сильные изменения тока в анодной цепи, в которую включается телефон.

Каковы схемы усилителей, как работает лампа, в качестве детектора и источника колебаний, явится предметом других статей нашего журнала.


1) Рекомендуется предварительно прочитать статьи на стр. 73 и стр. 92 нашего журнала.



АНОД — Физический энциклопедический словарь

(от греч. anodos — движение вверх), 1) электрод электронного или ионного прибора, соединяемый с положит. полюсом источника. 2) Положит. электрод источника электрич. тока (гальванич. элемента, аккумулятора). 3) Положит. электрод электрич. дуги.

Источник: Физический энциклопедический словарь на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. АНОД — АНОД (от греч. anodos — движение вверх, восхождение) — электрод радио- или электротехнического прибора или устройства (напр., гальванического элемента, электронной лампы, электролитической ванны) — характеризующийся тем, что движение электронов (во внешней цепи) направлено на него (к катоду). Большой энциклопедический словарь
  2. анод — АН’ОД, анода, ·муж. (·греч. anodos — восхождение) (физ.). Положительный электрод, ант. катод. Толковый словарь Ушакова
  3. анод — АНОД, а, м. (спец.). Положительный электрод; противоп. катод. | прил. анодный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова
  4. анод — АНОД а, м. anode f., англ. anode <�гр. anodos путь вверх, восхождение. физ. Положительно заряженный электрод. В действии таких приборов, как гальваническая батарея, полярности нет и быть не может .. <�положительный и отрицательный полюс .. Словарь галлицизмов русского языка
  5. анод — -а, м. Положительно заряженный электрод; противоп. катод. [От греч. ’άνοδος — подъем, восхождение] Малый академический словарь
  6. анод — АНОД -а; м. [от греч. anodos — подъём, восхождение]. Положительно заряженный электрод (ср. катод). ◁ Анодный, -ая, -ое. А. ток. А-ая батарея. Толковый словарь Кузнецова
  7. Анод — (от греч. ánodos — подъём, восхождение, от aná — вверх и hodós — путь, движение) 1) положительный электрод источника электрического тока, например положительного полюс гальванического элемента или электрического аккумулятора (см. Большая советская энциклопедия
  8. анод — Анода, м. [греч. anodos – восхождение] (физ.). Положительный электрод, противоп. катод. Большой словарь иностранных слов
  9. АНОД — АНОД, положительный ЭЛЕКТРОД электролитической батареи, к которому притягиваются АНИОНЫ в процессе ЭЛЕКТРОЛИЗА. Научно-технический словарь
  10. анод — Ано́д/. Морфемно-орфографический словарь
  11. анод — орф. анод, -а Орфографический словарь Лопатина
  12. анод — Анод, аноды, анода, анодов, аноду, анодам, анод, аноды, анодом, анодами, аноде, анодах Грамматический словарь Зализняка
  13. анод — анод м. Положительно заряженный электрод. || противоп. катод Толковый словарь Ефремовой
  14. Анод — Так называется по терминологии, введенной английским физиком Фарадеем в учение об электричестве (в 1832 г.), одна из двух металлических пластинок или проволок, по которым вступает или выходит из жидкости электрический ток. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  15. анод — Положительный электрод источника электрического тока, напр. положительный полюс гальванического элемента или электрического аккумулятора; электрод электронного прибора (ионного прибора)… Техника. Современная энциклопедия
  16. анод — сущ., кол-во синонимов: 1 электрод 10 Словарь синонимов русского языка

что это такое и для чего нужен, замена магниевой конструкции в бойлере

Правила подбора анодов для водонагревателей

Покупая водонагреватель, не каждый человек знает, из каких элементов он складывается. Так, в каждом нагревателе находится жертвенный анод. Но для чего он нужен и как выглядит все равно известно не каждому. А это нужно знать хотя бы для того, чтобы уметь правильно его выбрать.

Правила подбора анодов для водонагревателей

Особенности

Анод для водонагревателя представляет собой толстый стержень, сделанный из того же металла, что и бойлер, и установленный в середине емкости оборудования. Крепят его совсем рядом с нагревательным элементом. Это делается для того, чтобы в случае ремонта или осмотра можно было вытянуть и анод, и электрод вместе. Однако имеются и такие модели, где они установлены порознь.

Анод выполняет в нагревателе сразу две функции. Первое назначение, которое считается основным – это защита устройства и некоторых элементов от коррозии. Второе назначение – это своеобразный бонус: он делает накипь на ТЭНе весьма рыхлой, а значит, ее намного легче убирать с поверхности.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Поверхность ТЭНа загрязняют в основном соли кальция и карбонаты. Магниевый анод не может полностью защитить его от этого, но все-таки делает эту проблему не такой страшной. Когда происходит взаимодействие анода и карбонатов, то в результате замещения на самом нагревателе откладываются уже соли магния. Они отличаются очень мягкой структурой. Поэтому их легко можно удалить механическим путем, даже не навредив ТЭНу.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Очень часто с целью защиты внутренних поверхностей таких конструкций при создании применяют специальную эмаль.

Она значительно продлевает срок эксплуатации, а также делает водонагреватель намного безопасней. Бойлеры с эмалевым покрытием считаются более качественными, чем их конкуренты и служат дольше. У таких моделей есть такие несколько преимуществ, как:

  • способность противостоять распаду даже в воде с содержанием азота;
  • покрытие неотделимо от металла, которым отделан водонагреватель, за счет этого на поверхности не образовывается коррозия;
  • эмаль устойчива к резким перепадам температур.
Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Впрочем, для защиты от ржавчины этого все равно бывает недостаточно. Вот тут-то и приходит на помощь анод. Казалось бы, зачем анод в нагревателе, если он имеет прекрасную защиту и без этого. Но ведь металл в любом случае начнет ржаветь, особенно в местах сварки. Краска тоже со временем может покрыться мелкими трещинами, и тогда вода через них попадет на металлическую поверхность. В таком случае разрушение наступит очень быстро. Поэтому без дополнительной защиты, такой как магниевый анод, бак уже через несколько лет выйдет из строя. В результате длительной работы на нем могут появиться следы коррозии, но это не страшно, так как резервуар водонагревателя останется невредимым.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Виды

Установить жертвенный анод для бойлера, покрытого обычным металлом, нужно обязательно. Ведь такой материал без дополнительной защиты имеет небольшой срок службы. Даже если баки внутри покрыты слоем нержавейки, то это все равно не спасет водонагреватель. Поэтому нужно покупать дополнительные детали, чтобы потом не тратиться на ремонт. Любой производитель нагревателя выдвигает свои рекомендации по поводу того, как подобрать размер анода. В принципе аноды можно разделить на два вида – это магниевый и титановый.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Магниевый анод

Магниевый анод, как говорилось выше, сделан из обычного стержня или, другими словами, прута, внутри которого находится стальная шпилька с резьбой. Сами шпильки могут быть разных диаметров и разной длины. Стоит на это обратить внимание при покупке нового анода, ведь если его размер будет в разы больше, то он не влезет в отверстие бака. Однако существуют некоторые конструкции, где можно установить даже два анода. В напольных газовых или электрических конструкциях с большим объемом они меняются только сверху.

Анодный стержень имеет очень большой размер, его длина составляет приблизительно один метр. Поэтому его замена будет проблемной в помещениях с низким потолком. Так как сам водонагреватель имеет высоту до двух метров, плюс в него необходимо вставить еще и метровый прут. Для таких целей стали выпускать многосекционные защитные магниевые аноды.

Так как развитие не стоит на месте, то недавно на рынках появились новинки – это гибкие аноды из пластика.

Сделаны они из пластиковой трубки, имеющей микропоры. Внутрь этой трубки засыпают гранулы магния. Преимуществом такой новинки является то, что внутри не остается никаких осадков. К тому же магний можно добавлять в трубку по мере его выработки. Порошок магния продается отдельно.

Качественный алюминиевый водонагреватель не нуждается в таких дополнениях. Но при этом высокая цена делает его недоступным для простых обывателей. А вот обычный бойлер, дополненный магниевым анодом, будет по карману практически каждому. При этом по функциональности он не хуже. Принцип его работы заключается в том, что активные атомы магния покидают анод, и сами вырабатывают оксид. Атомы железа при этом остаются совсем нетронутыми.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Титановый анод

А вот анод с титановым покрытием работает немного по другому принципу. Он используется как измерительный и питающий электрод. В этом случае ток подается источником напряжения, расположенным снаружи, и регулируется он тоже внешним электроуправлением. Через некоторое время ток перестает подаваться и тогда титановый анод анализирует состояние внутренних частей конструкции. Он выявляет, какое нарушение произошло за данный период и тогда с большой точностью регулирует возможную силу подачи для восстановления разрушений.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Анод с титановым покрытием не подвержен разрушению, поэтому совсем не нуждается в замене. Он работает на протяжении всего срока эксплуатации данной конструкции. Наибольшим спросом пользуются нагреватели на 50 литров воды, дополненные таким анодом. Они не только компактны, но и удобны в использовании. Кстати, чтобы убедиться в том, что анод действительно титановый, можно благодаря использованию магнита. У этого материала слабое магнитное поле, поэтому он совсем не магнитится.

Правила подбора анодов для водонагревателей

Как поменять?

Магниевый анод является расходной деталью, поэтому ее нужно периодически заменять. Такой процесс не отымет много сил и времени. Любой человек сможет заменить анод своими руками. Приобрести его можно в любом сервисном центре или специализированном магазине. Замена анода включает несколько этапов.

  • Следует отключить водонагревателя от сети и слить воду. Чтобы было быстрее, можно это сделать через обратный клапан. Однако стоит надеть шланг, чтобы можно было контролировать поток воды, иначе все вокруг забрызгается.
  • Нужно снять кожух с нижней части нагревателя. По окончании этого процесса откроется взгляду термодатчик и фланец; их также необходимо снять.
  • Следует легонько пошатать и вытянуть ТЭН. Это не так и легко сделать, так как на нем уже отложились некоторые образования. Поэтому нужно приложить некоторое усилие, чтобы не повредить его.
  • Следующий этап – это демонтаж старого магниевого анода, находящегося по соседству с ТЭНом. Очень часто на месте целого анода можно обнаружить только пустой штырь. Это признаки разрушения слоя магния. Но все равно его нужно удалить из гнезда.
  • Вместе с этим необходимо очистить ТЭН от накипи и только после этого можно установить новый анод. Чистку ТЭНа лучше делать в рабочем состоянии, пока налет не так сильно затвердел. Его можно снять обычной отверткой. Если все же он затвердел, то его нужно растворить в лимонной кислоте. Пропорции должны быть такими, как: на один литр воды пятьдесят граммов кислоты. ТЭН нужно подержать в этом растворе двое суток.
  • После этого бойлер аккуратно собирается в начальное состояние.
Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Как видно из вышесказанного, поменять анод не так и сложно. Просто не нужно забывать смотреть, не завелись ли бактерии, и прочищать поверхность резервуара внутри водонагревателя. А также менять анод следует регулярно. Все это будет способствовать увеличению срока эксплуатации водонагревателя.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Советы

Стоит придерживаться таких советов от специалистов, как:

  • чтобы продлить срок службы нагревателя, нужно следить за его работой. Если при заборе воды слышен звук шипения, это значит, что на нагревателе появилась накипь, поэтому срочно нужно сделать чистку бойлера;
  • обязательно нужно поставить водяные фильтры, которые во многом снижают концентрацию разных примесей, оседающих на деталях;
  • необходимо смотреть на состояние анода. Если он уже наполовину износился, значит, в скором времени его нужно будет заменить;
  • когда старый анод снят, а новый еще не установлен, не стоит запускать водонагреватель, чтобы разные отложения не появились на ТЭНе. Ведь покупка нового бойлера обойдется во много раз дороже, чем сам анод;
  • очень частое использование водонагревателя способствует появлению накипи, поэтому чистку бака следует делать один раз в год, а то и чаще;
  • стоит помнить, что хотя нержавеющая сталь является материалом довольно стойким и может противостоять жесткой воде и примесям соли, все же это возможно лишь некоторое время. Защита продлится буквально полтора года. Поэтому лучше покупать водонагреватель с магниевым анодом, который справится со всеми проблемами.
Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Многие разработчики задумываются над вопросом об усовершенствовании защитного слоя в водонагревателе.

Однако дальше это не продвигается. Ведь стоимость таких изделий будет заоблачной. Люди просто не смогут покупать их, поэтому производители продолжают создавать водонагреватели с анодами. Магний в этом случае нужен, ведь он не только обладает способностью притягивать к себе соль и не допускать ее оседания на важные элементы конструкции, но также имеет небольшой электрохимический потенциал.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Но перекладывать всю вину за плохое качество защиты только на разработчиков не стоит. Не только они несут ответственность за поломки водонагревателей. Во многих регионах страны химический состав воды очень далек от идеального. А она, как известно, имеет постоянное взаимодействие не только со стенками нагревателя, но и с самими нагревательными элементами. Вот поэтому и нужен магниевый анод.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

Изучив всю информацию об анодах для водонагревателей, можно правильно подобрать его с учетом размеров данной конструкции.

Выбор покупки зависит от решения хозяина. Можно купить водонагреватель с магниевым анодом и менять его изредка. Или же купить бойлер, имеющий анод с титановым покрытием, и забыть о его существовании.

Правила подбора анодов для водонагревателей Правила подбора анодов для водонагревателей

О том, как произвести замену анода, смотрите в следующем видео.

Магниевый анод для бойлера: назначение, принцип действия, установка

Анод для бойлера нужен так же, как и серебряная монета в кувшине у наших бабушек. Вот только если серебро уничтожало бактерии, то анод из магния «берет» на себя соли из воды, предотвращая тем самым коррозию во внутреннем баке бойлера. Даже при условии того, что внутренние баки изготавливаются из нержавеющей стали, все равно это не спасает от коррозии. Дела в том, что существуют минимум два фактора, которые «убивают» теорию вечности нержавеющей стали в бытовых приборах.

Электрический водонагреватель (бойлер)

Во-первых, пищевая нержавеющая сталь не относится к высокостойким материалам. То есть, она в принципе может противоборствовать влиянию соленой и жесткой воды, но лишь при условии не слишком длительного времени. Речь, конечно, идет о месяцах, а не о днях или меньшем сроке. При использовании нержавеющей стали должного качества цена бойлеров бы возросла значительно, и купить такой агрегат было бы далеко не каждому по силам.

Во-вторых, внутренний бак любого водонагревателя не является цельной деталью. Обычно его сваривают из двух заготовок. В месте сваривания в результате воздействия высокой температуры меняется структура кристаллической решетки молекул нержавеющей стали, и она очень сильно теряет свои «нержавеющие свойства» в этом месте.

Можно было бы не обращать внимания на этот фактор, помня об окрашенной внутренней поверхности бака и полагаясь на нее. Однако любое лакокрасочное покрытие, к сожалению, не является сверхстойким. А тем более, когда речь идет о среде, постоянно меняющей свою температуру. При нагревании стенки бака расширяются, тем самым как бы растягивая покрытие на своей поверхности.

Появляются микротрещины, а для воды только этого и надо. Дальше – хуже. Если после всех этих явлений осушить даже на короткое время водонагреватель, то при взаимодействии с большим количеством кислорода, процесс окисления будет происходить в разы быстрее.

Таким образом, если бы производители при конструкции бойлеров чаще заглядывали в таблицу электрохимических потенциалов, то всего этого можно было бы избежать. Вина производителя заключается в том, что часто применяются разные по потенциалу металлы. Правда, не стоит взваливать всю вину только на них. Условия воды, которая подается в бойлер, также часто оставляют желать лучшего.

Принцип действия

Представим, что в конструкции водонагревателя будет отсутствовать анод для водонагревателя. В таком случае возникнет эффект, который был описан еще в XVIII веке – гальваническая пара. Роль анода будет выполнять корпус бойлера и начнет разрушаться, так как в конструкции все применяемые элементы имеют больший электрохимический потенциал, чем корпус. При установке анода на основе магния все окислительные процессы будут выражаться на нем из-за меньшего потенциала.

Конструкция накопительного водонагревателя

Обычно магниевый анод включен в комплектацию каждого бойлера. Обычно мы не рассматриваем его из-за его скрытности – ведь разбирать новенький водонагреватель вроде как бы жалко. А вот если бы посмотреть на него именно тогда, когда он новенький, то можно было бы наблюдать стержень сероватого цвета с не очень гладкой поверхностью. Спустя определенное время после пользования бойлером, этот стержень имеет вид побитого коррозией. Однако стенки бойлера при этом будут целы, а значит анод в полной мере выполнил свою задачу.

Часто возникает вопрос: а почему именно магний является основой для таких стержней? Ответ кроется в уже упомянутом свойстве металлов обладать большим или меньшим электрохимическим потенциалом. Магний идеально подходит для роли анода: он недорогой и способствует взять на себя роль жертвы. При этом соли не исчезают, а откладываются на его поверхности.

Несколько советов

Катоды и аноды отрицательно и положительно заряженные электроды

Катод – это электрод устройства, который подключен к отрицательному полюсу источнику тока. Анод – противоположность ему. Это электрод прибора, подключенный к положительному полюсу источника тока.

Окислительно-восстановительный процесс на электродах

Обратите внимание! Чтобы легче запомнить разницу между ними, используют шпаргалку. В словах «катод»-«минус», «анод»-«плюс» одинаковое число букв.

Применение в электрохимии

В этом разделе химии катод – это отрицательно заряженный электрический проводник (электрод), притягивающий к себе положительно заряженные ионы (катионы) во время процессов окисления и восстановления.

Электролитическое рафинирование – это электролиз сплавов и водных растворов. Большинство цветных металлов подвергаются такой очистке. При помощи электролитической очистки получается металл с высокой чистотой. Так, степень чистоты меди после рафинирования достигает 99,99%.

Электролиз меди

На положительном электрическом проводнике во время рафинирования или очистки проходит электролитический процесс. Во время него металл с примесями помещают в электролизер и делают анодом. Такие процессы проводятся при помощи внешнего источника электрической энергии и называются реакциями электролиза. Осуществляются в электролизерах. Он выполняет функцию электронасоса, нагнетающего отрицательно заряженные частицы (электроны) в отрицательный проводник и удаляющего его из анода. Откуда исходит ток, неважно.

На катоде очищается металл от посторонних примесей. Простой катод изготавливается из вольфрама, иногда – из тантала. Достоинством вольфрамового отрицательного электрода является стойкость его изготовления. Из недостатков – имеет низкую эффективность и неэкономичность. Сложные катоды имеют разное устройство. У многих таких типов проводников на чистый металл сверху наносится специальный слой, который активирует получение большей производительности при относительно низких температурах. Они очень экономичны. Их недостаток состоит в небольшой устойчивости производительности.

Готовый чистый металл тоже называется катодом. Например, цинковый или платиновый катод. На производстве отрицательный проводник отделяют от катодной основы при помощи катодосдирочных машин.

При удалении отрицательно заряженных частиц из электрического проводника на нем создается анод, а при нагнетании отрицательно заряженных частиц на электрический проводник – катод. При электролизе очищаемого металла его положительные ионы притягивают к себе отрицательно заряженные частицы на отрицательном проводнике, и происходит восстановительный процесс. Чаще всего используют такие аноды:

  • цинковые;
  • кадмиевые;
  • медные;
  • никелевые;
  • оловянные;
  • золотые;
  • серебряные;
  • платиновые.

Чаще всего на производстве используют цинковые аноды. Они бывают:

  • катанные;
  • литые;
  • сферические.

Больше всего применяют катанные цинковые аноды. Еще используют никелевые и медные. А вот кадмиевые почти не используются из-за их токсичности для экологии. Бронзовые и оловянные аноды применяют при изготовлении радиоэлектронных печатных плат.

Гальванизация (гальваностегия) – процесс нанесения тонкого слоя металла на другой предмет с целью предотвращения коррозии изделия, окисления контактов в электронике, износостойкости, декорации. Суть процесса такая же, как при рафинировании.

Цинк и олово используют для повышения стойкости изделия при коррозии. Цинкование бывает холодным, горячим, гальваническим, газотермическим и термодиффузионным. Золото используют в основном в защитно-декоративных целях. Серебро повышает стойкость контактов электроприборов к окислению. Хром – для увеличения износостойкости и защиты от коррозии. Хромирование придает изделиям красивый и дорогой вид. Используется для нанесения на ручки, краны, колесные диски и т.д. Процесс хромирования токсичен, поэтому строго регламентируется законодательством разных стран. Ниже на картинке представлен метод гальванизации при помощи никеля.

Никелирование чайника методом гальванизации

Применение в вакуумных электронных приборах

Здесь катод выступает источником свободных электродов. Они образуются в ходе их выбивания из металла при высоких температурах. Положительно заряженный электрод притягивает электроны, выпущенные отрицательным проводником. В разных аппаратах он в разной степени собирает их в себя. В электронных трубках он полностью притягивает отрицательно заряженные частицы, а в электронно-лучевых приборах – частично, формируя в завершении процесса электронный луч.

Маркировка

Стандартно катод маркируют как «-». Знак анода –  «+». А вот в гальванике, из-за того, что отрицательный заряд на проводнике снабжается не источником тока извне, а реакцией окисления металла, катод получит положительный заряд электрического проводника. Поэтому в аккумуляторах, когда ток меняет направление, происходит смена знаков «+» и «-».

Эти свойства катодов и анодов нашли широкое применение в промышленности при очистке металла и в гальваностегии.

Видео

Оцените статью:

анод — с русского на английский

  • АНОД — (греч. anodos восходящая дорога). В гальваническом элементе, одна из двух пластинок или проволок, по которой вступает или выходит из жидкости электрический ток. Противоположность катоду. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка …   Словарь иностранных слов русского языка

  • анод — а, м. anode f., англ. anode &LT;гр. anodos путь вверх, восхождение. физ. Положительно заряженный электрод. В действии таких приборов, как гальваническая батарея, полярности нет и быть не может .. &LT;положительный и отрицательный полюс ..… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • анод — отрицательный электрод Словарь русских синонимов. анод сущ., кол во синонимов: 1 • электрод (10) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин …   Словарь синонимов

  • анод — электровакуумного прибора; анод; отрасл. коллектор Электрод, основным назначением которого обычно является прием основного потока электронов при электрическом разряде …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • анод — (устройства) электрод, через который электрический ток входит в среду, имеющую удельную проводимость, отличную от удельной проводимости анода [СТ МЭК50(151) 78] анод [IEV number 151 13 02] EN anode electrode capable of emitting positive charge… …   Справочник технического переводчика

  • АНОД — (от греческого anodos движение вверх, восхождение), электрод электронного или электротехнического прибора (например, электронной лампы, гальванического элемента, электролитической ванны), характеризующийся тем, что движение электронов во внешней… …   Современная энциклопедия

  • АНОД — (от греч. anodos движение вверх восхождение), электрод радио или электротехнического прибора или устройства (напр., гальванического элемента, электронной лампы, электролитической ванны), характеризующийся тем, что движение электронов (во внешней… …   Большой Энциклопедический словарь

  • АНОД — АНОД, положительный ЭЛЕКТРОД электролитической батареи, к которому притягиваются АНИОНЫ в процессе ЭЛЕКТРОЛИЗА …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • АНОД — АНОД, анода, муж. (греч. anodos восхождение) (физ.). Положительный электрод, ант. катод. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • АНОД — АНОД, а, муж. (спец.). Положительный электрод; противоп. катод. | прил. анодный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • АНОД — (от греч. anodos движение вверх), 1) электрод электронного или ионного прибора, соединяемый с положит. полюсом источника. 2) Положит. электрод источника электрич. тока (гальванич. элемента, аккумулятора). 3) Положит. электрод электрич. дуги.… …   Физическая энциклопедия

  • alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.