что это такое, как их определить и запомнить
Среди терминов в электрике есть такие понятия как анод и катод. Это касается источников питания, гальваники, химии и физики. Этот термин также встречается в вакуумной и полупроводниковой электронике. Они обозначают выводы или контакты приборов и каким электрическим знаком они обладают. В этой статье мы расскажем, что такое анод и катод, и как определить, где они в электролизере, диод и аккумулятор, какой из них плюс, а какой минус.
- Электрохимия и гальваника
- Электролиз батареи или процесс зарядки
- Гальваника
- В электронике
- Заключение
Электрохимия и гальванотехника
В электрохимии выделяют два основных раздела:
- Гальванические элементы — получение электричества посредством химической реакции. К таким элементам относятся батареи и аккумуляторы. Их часто называют химическими источниками тока.
- Электролиз — воздействие на химическую реакцию электричеством, простыми словами — с помощью источника питания начинается реакция.
Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию в гальваническом элементе, тогда какие процессы происходят на его электродах?
- Анод — электрод на котором наблюдается окислительная реакция то есть он отдает электроны . Электрод, на котором происходит реакция окисления, называется восстановителем 9.0031 .
- Катод — электрод по которому протекает реакция восстановления то есть он принимает электроны . Электрод, на котором происходит реакция восстановления, называется окислителем .
Напрашивается вопрос — где плюс, а где минус батареи? Исходя из определения гальванического элемента
Важно! ГОСТ 15596-82 дает официальное определение наименований выводов химических источников тока, короче, то плюс на катоде, а минус на аноде.
В данном случае рассматривается протекание электрического тока. по проводнику внешней цепи от окислитель (катод) до восстановитель (анод) . Так как электроны в цепи текут от минуса к плюсу, а электрический ток наоборот, то катод плюс, а анод минус.
Внимание: ток всегда течет на анод!
Или то же самое на схеме:
Электролиз батареи или процесс зарядки
Эти процессы аналогичны и обратны гальваническому элементу, так как здесь не энергия получается в результате химической реакции, а химическая реакция происходит от внешнего источника электричества.
В этом случае плюс источника питания еще называют катодом, а минус анодом. А вот контакты аккумуляторного гальванического элемента или электроды электролизера уже будут иметь противоположные названия, посмотрим почему!
Важно! При разрядке гальванического элемента анод минус, катод плюс, и наоборот при зарядке.
Поскольку ток от положительного вывода источника питания поступает к положительному выводу аккумулятора, последний уже не может быть катодом. Ссылаясь на вышеизложенное, можно сделать вывод, что в этом случае электроды аккумулятора условно меняйте местами при зарядке.
Тогда через электрод заряженного гальванического элемента, в который протекает электрический ток, его называют анодом. Получается, что при зарядке аккумулятора плюс становится анодом, а минус катодом.
Гальванотехника
Процессы осаждения металлов в результате химической реакции под действием электрического тока (при электролизе) называются гальванотехникой. Таким образом, мир получил посеребренные, позолоченные, хромированные или другие металлические украшения и детали. Этот процесс используется как в декоративных, так и в прикладных целях — для повышения коррозионной стойкости различных узлов и агрегатов механизмов.
Принцип работы гальванических установок заключается в использовании в качестве электролита растворов солей элементов, которыми будет покрываться деталь.
В гальванике анодом является также электрод, к которому подключается плюсовой вывод источника питания, соответственно катод в данном случае минус. При этом металл осаждается (восстанавливается) на отрицательном электроде (реакция восстановления). То есть, если вы хотите сделать позолоченное кольцо своими руками – подключите к нему минусовой вывод блока питания и поместите в емкость с соответствующим раствором.
В электронике
Электроды или ножки полупроводниковых и вакуумных электронных устройств также часто называют анодом и катодом. Рассмотрим условное графическое обозначение полупроводникового диода на схеме:
Как видим, анод диода подключен к плюсу аккумулятора. Называется он так по той же причине — в этом случае ток в любом случае поступает на выход диода. На реальном элементе на катоде имеется маркировка в виде полоски или точки.
Светодиод аналогичен. На светодиодах 5 мм внутренности видны через колбу. Половина, которая больше, является катодом.
С тиристором тоже ситуация, назначение выводов и «однополярное» применение этих трехштырьковых компонентов делают его управляемым диодом:
Вакуумный диод так же соединяет анод с плюсом, а катод к минусу, что показано на схеме ниже. Хотя при подаче обратного напряжения названия этих элементов не изменятся, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пусть и незначительное.
С пассивными элементами, такими как конденсаторы и резисторы, это не так. Катод и анод не изолированы отдельно от резистора; ток в нем может течь в любом направлении. Его выводам можно дать любое название, в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы. Обычные неполярные конденсаторы тоже. Реже такое разделение названий контактов наблюдается у электролитических конденсаторов.
Вывод
Итак, подведем итоги, отвечая на вопрос: как запомнить где плюс, где минус катода с анодом? Существует удобное мнемоническое правило для электролиза, заряда аккумуляторов, гальванических и полупроводниковых устройств. Эти слова с похожими именами имеют одинаковое количество букв, как показано ниже:
Во всех этих случаях ток течет от катода к аноду.
Пусть вас не смущает путаница: «почему у аккумулятора катод положительный, а при зарядке становится отрицательным?» Помните для всех элементов электроники, а также электролизеров и в гальванотехнике — вообще у всех потребителей энергии анодом является выход, подключенный к плюсу. На этом отличия заканчиваются, теперь вам проще разобраться, что такое плюс и минус между выводами элементов и устройств.
Напоследок рекомендуем посмотреть полезное видео по теме статьи:
Теперь вы знаете, что такое анод и катод, а также как достаточно быстро их запомнить. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!
Сопутствующие материалы:
- В чем разница между переменным и постоянным током
- Фазное и линейное напряжение
- Как зарядить аккумулятор дома
Опубликовано: Обновлено: 24.10.2018 Пока без коментариев
Индуцированное распространением возрождение запутанности в базисах угловых ОУМ
1. Эйнштейн А., Подольский Б., Розен Н. , Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным? физ. преп. 47, 777–780 (1935). [Google Scholar]
2. Городецкий Р., Городецкий П., Городецкий М., Городецкий К., Квантовая запутанность. Преподобный Мод. физ. 81, 865–942 (2009). [Google Scholar]
3. Рейд М., Драммонд П. Д., Боуэн В. П., Кавальканти Э. Г., Лам П. К., Бахор Х. А., Андерсен У. Л., Лейхс Г., Коллоквиум : Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена: от концепций к приложениям. Преподобный Мод. физ. 81, 1727–1751 (2009 г.). [Google Scholar]
4. Фриис Н., Витальяно Г., Малик М., Хубер М., Сертификация запутанности от теории к эксперименту. Нац. Преподобный физ. 1, 72–87 (2019). [Google Scholar]
5. Моро П.-А., Тонинелли Э., Грегори Т., Пэджетт М. Дж., Изображение с квантовыми состояниями света. Нац. Преподобный физ. 1, 367–380 (2019 г.). [Google Scholar]
6. Гисин Н., Тью Р., Квантовая связь. Нац. Фотоника 1, 165–171 (2007). [Google Scholar]
7. Слуссаренко С., Прайд Г. Дж., Фотонная квантовая обработка информации: краткий обзор. заявл. физ. преп. 6, 041303 (2019). [Google Scholar]
8. Стин А., Квантовые вычисления. Респ. прог. физ. 61, 117–173 (1998). [Google Scholar]
9. Джустина М., Верстиг М. А. М., Венгеровски С., Хандштайнер Дж., Хохрайнер А., Фелан К., Штайнлехнер Ф., Кофлер Дж., Ларссон Дж. А., Абеллан К., Амайя W., Pruneri V., Mitchell M.W., Beyer J., Gerrits T., Lita A.E., Shalm L.K., Nam S.W., Scheidl T., Ursin R., Wittmann B., Zeilinger A., Свободная от существенных лазеек проверка теоремы Белла с запутанными фотонами. физ. Преподобный Летт. 115, 250401 (2015). [PubMed] [Академия Google]
10. Тью Р. Т., Ачин А., Збинден Х., Гисин Н., Колокольный тест запутанных энергии-времени кутритов. физ. Преподобный Летт. 93, 010503 (2004 г.). [Google Scholar]
11. Ведовато Ф., Агнеси К., Томасин М., Авесани М., Ларссон Дж. Е., Валлоне Г., Виллорези П., Нарушение колокола без лазеек после выбора с подлинной запутанностью временного интервала.
12. Дада А. К., Лич Дж., Буллер Г. С., Паджетт М. Дж., Андерссон Э., Экспериментальная многомерная двухфотонная запутанность и нарушения обобщенных неравенств Белла. Нац. физ. 7, 677–680 (2011). [Академия Google]
13. Фиклер Р., Лапкевич Р., Плик В. Н., Кренн М., Шефф С., Рамелов С., Цайлингер А., Квантовая запутанность больших угловых моментов. Наука 338, 640–643 (2012). [PubMed] [Google Scholar]
14. Хауэлл Дж. К., Беннинк Р. С., Бентли С. Дж., Бойд Р., Реализация парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена с использованием запутанных по импульсу и положению фотонов из спонтанного параметрического преобразования с понижением частоты. физ. Преподобный Летт. 92, 210403 (2004 г.). [PubMed] [Google Scholar]
15. Эдгар М. П., Таска Д. С., Издебски Ф., Уорбертон Р. Э., Лич Дж., Агнью М., Буллер Г. С., Бойд Р. В., Паджетт М. Дж., Изображение многомерной пространственной запутанности с помощью камеры. Нац. коммун. 3, 984 (2012). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
16. Моро П.-А., Дево Ф., Ланц Э., Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена в близнецовых изображениях. физ. Преподобный Летт. 113, 160401 (2014). [PubMed] [Google Scholar]
17. Лич Дж., Джек Б., Ромеро Дж., Джа А.К., Яо А.М., Франке-Арнольд С., Айрленд Д.Г., Бойд Р.В., Барнетт С.М., Пэджетт М.Дж., Квантовые корреляции в переменных оптический угол–орбитальный угловой момент. Наука 329, 662–665 (2010). [PubMed] [Академия Google]
18. Чен Л., Ма Т., Цю С., Чжан Д., Чжан В., Бойд Р. В., Реализация парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена с использованием переменных радиального положения и радиального импульса. физ. Преподобный Летт. 123, 060403 (2019). [PubMed] [Google Scholar]
19. Хан И. А., Хауэлл Дж. К., Экспериментальная демонстрация высокой двухфотонной запутанности времени и энергии. физ. Преп. А 73, 031801 (2006 г.). [Google Scholar]
20. Маклин Дж.-П. В., Донохью Дж. М.
21. Вуттерс В.К., Запутанность образования произвольного состояния двух кубитов. физ. Преподобный Летт. 80, 2245–2248 (1998). [Google Scholar]
22. Боуэн В. П., Шнабель Р., Лам П. К., Ральф Т. К., Экспериментальное исследование критериев непрерывной переменной запутанности. физ. Преподобный Летт. 90, 043601 (2003 г.). [PubMed] [Google Scholar]
23. Саймон Р., Критерий отделимости Переса-Городецкого для систем с непрерывными переменными. физ. Преподобный Летт. 84, 2726–2729 (2000). [PubMed] [Академия Google]
24. Гидке Г., Краус Б., Левенштейн М., Сирак Дж. И., Критерии запутанности для всех двудольных гауссовских состояний. физ. Преподобный Летт. 87, 167904 (2001). [PubMed] [Google Scholar]
25. Сабойя А., Тоскано Ф., Уолборн С., Семейство критериев запутанности с непрерывной переменной, использующих общие функции энтропии. физ. Преп. А 83, 032307 (2011). [Google Scholar]
26. Растегин А. Е., Формулировка Реньи критериев запутанности для непрерывных переменных. физ. Преп. А 95, 042334 (2017). [Академия Google]
27. Окелоен-Корппи С. Ф., Дамскегг Э., Пирккалайнен Дж.-М., Асджад М., Клерк А. А., Массель Ф., Вулли М. Дж., Силланпаа М. А., Стабилизированная запутанность массивных механических осцилляторов. Природа 556, 478–482 (2018). [PubMed] [Google Scholar]
28. Fadel M., Zibold T., Décamps B., Treutlein P., Паттерны пространственной запутанности и управление Эйнштейном-Подольским-Розеном в конденсатах Бозе-Эйнштейна. Наука 360, 409–413 (2018). [PubMed] [Google Scholar]
29. Аспельмейер М., Бём Х. Р., Гьяцо Т., Дженневейн Т., Калтенбек Р., Линденталь М., Молина-Терриза Г., Поппе А., Реш К., Тараба М. ., Урсин Р., Вальтер П., Цайлингер А., Распределение квантовой запутанности в свободном пространстве на большие расстояния. Наука 301, 621–623 (2003). [PubMed] [Академия Google]
30. Steinlechner F., Ecker S., Fink M., Liu B., Bavaresco J., Huber M., Scheidl T., Ursin R., Распространение многомерной запутанности через внутригородскую связь в свободном пространстве. Нац. коммун. 8, 15971 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
31. Валенсия Н. Х., Гоэль С., Маккатчеон В., Дефайен Х., Малик М., Расшифровка запутанности через сложную среду. Нац. физ. 16, 1112–1116 (2020). [Google Scholar]
32. Экер С., Бушар Ф., Булла Л., Брандт Ф., Кохаут О., Штайнлехнер Ф., Фиклер Р., Малик М., Гурьянова Ю., Урсин Р., Хубер М. ., Преодоление шума в распределении запутанности. физ. Версия X 9, 041042 (2019). [Google Scholar]
33. Моро П.-А., Тонинелли Э., Моррис П. А., Аспден Р. С., Грегори Т., Сполдинг Г., Бойд Р. В., Пэджетт М. Дж., Пределы разрешения квантовых фантомных изображений. Опц. Выражать 26, 7528–7536 (2018). [PubMed] [Google Scholar]
34. Aspden R. S., Tasca D. S., Boyd R. W., Padgett M. J., Получение призрачных изображений на основе ЭПР с использованием однофотонной чувствительной камеры. New J. Phys. 15, 073032 (2013). [Google Scholar]
35. Х. Дефайенн, П. Кэмерон, Б. Ндагано, А. Лайонс, М. Райхерт, Дж. Чжао, А. Р. Харви, Э. Шарбон, Дж. В. Флейшер, Д. Фаччио, пиксельное сверхразрешение с помощью пространственно запутанных пар фотонов. arXiv: 2105.10351 [quant-ph] (21 мая 2021 г.). [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
36. Тонинелли Э., Моро П. А., Грегори Т., Михай А., Эдгар М., Рэдвелл Н., Паджетт М., Квантовая визуализация с улучшенным разрешением с помощью центроидной оценки бифотонов. Оптика 6, 347 (2019). [Google Scholar]
37. Дефиен Х., Ндагано Б., Лайонс А., Фаччо Д., Квантовая голография с поляризационной запутанностью. Нац. физ. 17, 591–597 (2021). [Google Scholar]
38. Дево Ф., Моссе А., Бассиньо Ф., Ланц Э., Квантовая голография с бифотонами высокого числа Шмидта. физ. Преп. А 99, 033854 (2019). [Google Scholar]
39. Брида Г., Дженовезе М., Берчера И. Р., Экспериментальная реализация квантовой визуализации субдробового шума. Нац. Фотоника 4, 227–230 (2010). [Google Scholar]
40. Чжан Л., Силберхорн К., Уолмсли И. А., Безопасное распределение квантовых ключей с использованием непрерывных переменных одиночных фотонов. физ. Преподобный Летт. 100, 110504 (2008 г.). [PubMed] [Google Scholar]
41. Алмейда М., Уолборн С., Рибейро П. С., Экспериментальное исследование распределения квантовых ключей с положением и импульсом пар фотонов. физ. Преп. А 72, 022313 (2005). [Академия Google]
42. Уолборн С. П., Монкен С., Падуа С., Рибейро П. С., Пространственные корреляции при параметрическом преобразовании с понижением частоты. физ. Респ. 495, 87–139 (2010). [Google Scholar]
43. Schneeloch J., Howell J. C., Введение в поперечные пространственные корреляции при спонтанном параметрическом преобразовании с понижением частоты через зону рождения бифотонов. Дж. опт. 18, 053501 (2016). [Google Scholar]
44. Фадель М., Арес Л., Луис А., Хе К., Запутанность числовых фаз и управление Эйнштейном-Подольским-Розеном. физ. Преп. А 101, 052117 (2020). [Академия Google]
45. Франке-Арнольд С., Барнетт С. М., Яо Э., Лич Дж., Кортиал Дж., Пэджетт М., Принцип неопределенности для углового положения и углового момента. New J. Phys. 6, 103 (2004). [Google Scholar]
46. Schneeloch J., Howland G. A., Количественная оценка многомерной запутанности с помощью корреляций Эйнштейна-Подольского-Розена. физ. Преп. А 97, 042338 (2018). [Google Scholar]
47. Schneeloch J., Tison C.C., Fanto M.L., Alsing P.M., Howland G.A., Количественная оценка запутанности в 68-миллиардном пространстве квантовых состояний. Нац. коммун. 10, 2785 (2019 г.). [PMC бесплатная статья] [PubMed] [Google Scholar]
48. Ведрал В., Пленио М. Б., Риппин М. А., Найт П. Л., Количественная запутанность. физ. Преподобный Летт. 78, 2275–2279 (1997). [Google Scholar]
49. Чан К. В., Торрес Дж. П., Эберли Дж. Х., Поперечная миграция запутанности в гильбертовом пространстве. физ. Преп. А 75, 050101 (2007 г.). [Google Scholar]
50. Таска Д., Уолборн С., Рибейро П. С., Тоскано Ф., Обнаружение поперечной запутанности в фазовом пространстве. физ. Преп. А 78, 010304 (2008 г.). [Академия Google]
51. Reichert M., Sun X., Fleischer J.W., Качество распространения пространственной запутанности. физ. Преп. А 95, 063836 (2017). [Google Scholar]
52. Reichert M., Defien H., Fleischer J. W., Массивно-параллельный подсчет совпадений многомерных запутанных состояний. науч. Респ. 8, 7925 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
53. Defien H., Reichert M., Fleischer J. W., Общая модель обнаружения пар фотонов с помощью датчика изображения. физ. Преподобный Летт. 120, 203604 (2018). [PubMed] [Академия Google]
54. Барчик П., Гудкова Л., Измерение пространственной когерентности света, распространяющегося в турбулентной атмосфере. Радиотехника 22, 341–345 (2013). [Google Scholar]
55. Аветисян Г., Монкен К., Корреляционные лучи высших порядков в атмосфере в условиях сильной турбулентности.