Как определить у диода катод и анод: Как определить полярность светодиода?

Как работают диоды и что такое диодный мост?

Содержание

Здравствуйте друзья!  Каждый день мы встречаем огромное число людей, людей с которыми мы общаемся, живем, учимся или ходим не работу. Готов поспорить что как минимум половина людей с которыми вы общаетесь имеет смутное представление о диодах, и это не смотря на то  что понятие диодов входит в школьную программу .

Возможно что такое понятие как диодный мост вызывает точно такие же ассоциации как и Бруклинский.  Я все-таки думаю, что эта статья в какой-то степени уменьшит подобные ассоциации в головах людей и принесет чуточку понимания, по крайней мере я на это надеюсь.

Ну что? Заинтересовал? Тогда поехали.

[contents]

О чем сегодня статья

Как вы наверное поняли из вступления сегодняшняя статья  будет ориентирована на новичков. И сегодня я освещу сакральную тему, свет которой будет освещать  полупроводниковые приборы под названием диоды.

Как работает диод

Как работает диод? Многих новичков интересует данный вопрос и многие учителя в школах и вузах начинают чертить на доске электрические схемы и временные диаграммы.  Я считаю что это полная фигня, так  как пока ты  не получишь практический опыт ты не достигнешь полного понимания и весь наукоемкий фарш останется лишь непонятными каракулями на доске.

Так что же я этим хочу сказать? А сказать я хочу,что нужно просто брать в руки паяльник и идти вперед —  превращать теорию в ценный практический опыт!

Хорошо, а теперь обсудим немного теорию.

На электрических схемах диоды изображаются как равнобедренный  треугольник на одной из вершин которого размещается черточка. Это словесное описание условного  графического обозначения диода (принятое сокращение УГО). Графически  это обозначение выглядит вот так.

У диода всего два вывода и обозначаются они катод и анод.  На условном обозначении диода вывод катода всегда обозначен «палочкой», а треугольник можно представить как стрелка указывающая на черточку катода.

Впрочем так диоды обозначаются на электрических схемах.  В жизни диоды могут быть разными, к примеру могут быть как на этих картинках.

Как определить на каком выводе у диода анод, а на каком катод? В принципе это можно определить визуально, по маркировке.

Как правило катод на корпусе диода обозначается полоской, точкой или чертой. Если сомневаетесь то катод и анод можно определить с помощью мультиметра. О том как пользоваться мультиметром  и в частности как проверить диод мультиметром я писал здесь, так что почитаете и разберетесь — ничего сложного.

Диоды примечательны тем, что обладают односторонней проводимостью. Это значит что электрический ток «потечет» через диод только в том случае если к аноду приложить  плюс (более положительный потенциал ) а к катоду приложить минус (более отрицательный  потенциал). В обратной ситуации у вас ничего не получится. Подобное поведение диода определяется таким понятием как ВАХ.

Что означает ВАХ диода?

ВАХ диода это просто напросто вольтамперная характеристика диода. Она описывает зависимость тока от напряжения прикладываемого к диоду.  Давайте рассмотрим это обстоятельство чуток подробнее.

Слева у нас показан вольтамперной характеристики для резистора. Как видите, зависимость тока от напряжения линейная, чем больше напряжение приложенное к резистору  тем больше ток.

Для диода кривая зависимости явно отличается. Если мы подключим к аноду положительный потенциал, а к катоду отрицательный  и будем плавно повышать напряжение то будет происходить следующее. Ток в начальный момент времени будет очень мал поэтому диод еще не будет открыт по полной. Но если мы будем прибавлять напряжение то это приведет к полному открытию диода.

Хорошо, а что же случится если мы подключим диод иначе? Положительный потенциал приложим к катоду, а отрицательный к аноду. В этом случае график ВАХ диода у нас буквально перевернется и картина будет следующая. При плавном повышении напряжения ток будет повышаться, но величина тока будет настолько незначительной, что им зачастую пренебрегают. Этот ток при обратном подключении называют еще током утечки.

Только есть здесь один нюанс.  Если мы будем и дальше повышать обратное напряжения на диоде, то можно добиться резкого повышения тока. На вольтамперной характеристике этот момент выглядит в виде небольшого «хвостика» причудливо оттопыренного в конце. Это так называемый обратимый пробой диода. Такой пробой не страшен, если напряжение уменьшить то ток снова уменьшится и будет вновь очень незначительным. Явление подобного обратимого пробоя является  побочным и  для диода его всегда стараются сводить к минимуму.

Как видите всю эту информацию мы получили лишь используя график ВАХ, но будет полезно все это проверить своими руками на практике. Действительно, соберите несложную схему и  сделайте несколько замеров мультиметром, это пойдет на пользу. Вот только диод нужно уметь правильно подключать, ато ведь его легко можно пожечь, так что читайте дальше -поведаю обо всем.

Для чего используют диоды и как включать в цепь?

О том как функционирует диод мы поговорили, вот только пока непонятно как его можно применять и вообще для чего все это.

Для начала рассмотрим простейший пример включения диода в электрическую цеп, причем в переменке. 

И для начала простой вопрос, зачем здесь резистор? Внимательный читатель посмотрит вольтамперную характеристику диода и все станет ясно. Ток в диоде без дополнительной нагрузке начнет очень быстро расти, возникнет подобие короткого замыкания от чего диоду может не поздоровиться. Дабы не произошло подобного конфуза применяют токоограничивающий резистор.

Свойство односторонней проводимости диода применяется не просто широко а повсеместно. В состав любого блока питания входят диоды как сами по себе так и в составе диодного моста. Ведь в любом блоке питания происходит один очень важный момент, а именно происходит превращение переменного тока в постоянный. А вот эту ответственную миссию берут на себя именно диоды. Полное превращение мы рассмотрим когда будем обсуждать диодные мосты, но как ведет себя диод в переменном токе мы сейчас увидим. Схема все та же что и была, диод и резистор включенные в цепь переменного тока.

Вот вам наглядный пример в виде временной диаграммы зависимости тока от напряжения до и после применения диода.

Как видите произошел очень интересный момент, нижние полупериоды диод просто срезал, оставив холмики положительной полярности.  Это уже более похоже на постоянку, можно еще кстати использовать конденсатор для лучшего сглаживания.

Хотя диод и справляется с задачей выпрямления переменного тока, все-таки с этой задачей диодный мост справится лучше, кстати диодный мост мы сейчас и рассмотрим.

Как построить  диодный мост?

При использовании одиночного диода в целях выпрямления переменки остаются ощутимые провалы в диаграмме. Этого нужно как-то избегать, а вот избежать этого явления нам поможет диодный мостик.

Диодный мост это не один диодик а целых четыре, включенных специальным образом. На электрических схемах додные мосты выглядят вот таким незамысловатым образом.

Кликните чтобы увеличить

И диодный мост отчасти позволяет решить проблему провалов, возникающую при использовании одиночного диода.

Как видите диодный мост работает на каждом полупериоде синусоиды, организуя такие холмики положительной полярности. Это уже более похоже на постоянку, хотя постоянный здесь только знак  положительного потенциала. О постоянном напряжении здесь пока говорить рано. Далее вид выходного напряжения еще можно будет скорректировать используя стабилитрон и конденсатор. Правда о конденсаторах мы сегодня разговаривать не будем, а как работает стабилитрон рассмотрим в следующих статьях так что не пропустите и обязательно подпишитесь.

Ну чтож, на этом у меня все, поэтому я буду закругляться и пойду готовить материалы для новых статей. Также очень советую подписаться через форму Email рассылок, тогда вы точно ничего не пропустите и более того каждый подписчик получит от меня подарок.

Желаю вам удачи , успехов и до новых встреч.

С н/п Владимир Васильев.

В чем ключевые различия между анодом и катодом?

Анод и катод — это две классификации, по которым классифицируются электроды. Существенная разница между анодом и катодом заключается в том, что на аноде происходит окисление. Напротив, на катоде происходит восстановление.

Люди в большинстве своем ошибочно считают анод только положительным, а катод только отрицательным. Но в данной статье вы узнаете, что различие между анодом и катодом не зависит только от типа полярности.

Что такое электрод?

Важный компонент электрохимической ячейки, контактирующий с электролитом, известен как электрод. Электрод действует как металлический контакт, через который ток «входит» и «выходит» из электролита (заряд / разряд аккумуляторной батареи). Более конкретно, мы можем сказать, что он рассматривается как поверхность, на которой происходит окислительно-восстановительная реакция между металлом и электролитом.

Электрод обычно представляет собой электрический проводник / полупроводник внутри электрохимической ячейки. Он определяет проводящую фазу, в которой происходит перенос носителей заряда.

Электрод, который теряет электроны, принимаемые электролитом, подвергается окислению. Однако, когда происходит обратная операция, то есть когда электрод приобретает электроны, которые высвобождаются
электролитом, он восстанавливается.

Сравнительная таблица анода и катода

Определение анода

Анод — это тип электрода, который может иметь как положительную, так и отрицательную полярность, в зависимости от типа ячейки. Однако анод конкретно определяется как электрод, на котором происходит окисление, то есть потеря электронов.

Здесь следует отметить, что нельзя определить анод конкретно как положительный или отрицательный в целом, поскольку его полярность напрямую зависит от типа ячейки.

Определение катода

Подобно аноду, катод может удерживать как положительный, так и отрицательный заряд в зависимости от типа элемента. Что касается катода, то это электрод, на котором происходит восстановление, то есть он накапливает электроны.

Так же, как и анод, катод не может быть определен в соответствии с его положительной или отрицательной полярностью, но возникновение процессов восстановления на электроде означает, что это катод.

Ключевые различия между анодом и катодом

• Ключевым фактором различия между анодом и катодом является то, что анод соответствует электроду, на котором происходит окисление, то есть потеря электронов. В то время как катод соответствует электроду, на котором происходит восстановление, то есть происходит накопление электронов.
• Специфическое обозначение анода как положительного, а катода как отрицательного неверно. Это происходит потому, что полярность клемм меняется в зависимости от типа используемого элемента (электролитического или гальванического).
• Для электролитической ячейки анод действует как положительный вывод, в то время как катод сохраняет отрицательную полярность. Таким образом, анод притягивает отрицательно заряженные частицы, а катод притягивает положительно заряженные частицы.
• Для гальванического элемента анод сохраняет отрицательную полярность, а катод действует как положительный вывод.
  Следовательно, здесь анод будет притягивать положительно заряженные частицы, а катод будет притягивать отрицательно заряженные частицы.

Экспериментальный анализ

Рассмотрим схему гальванической ячейки, показанную ниже, чтобы понять, как протекает ток через электролит.

Здесь, в двух отдельных емкостях, находится раствор сульфата меди и сульфата цинка. Для поддержания электрического контакта между двумя растворами используется солевой мостик, содержащий хлорид калия. Два электрода из цинка и меди, которые будут действовать как анод и катод, соединены металлическим проводом через выключатель.

Во время разомкнутого состояния контакта из-за разомкнутой цепи никакой реакции не будет происходить ни в одной из емкостей, и, следовательно, не будет протекания тока через провод. Если контакт находится во включенном состоянии, мы получим замкнутую схему, тогда
электроны из Zn-электрода мигрируют (окисляются) через солевой мостик и
восстанавливаются на медном электроде (восстановление).

Движение анионов (отрицательно заряженных частиц) генерирует ток, который течет по металлической проволоке. Однако направление потока электронов будет противоположным течению тока.

Как вы заметили здесь, среди двух электродов окисление происходит на цинковом электроде, таким образом, это анод с отрицательной полярностью, а восстановление происходит на медном электроде, таким образом, это катод с положительной полярностью в гальванической ячейке.

Однако при рассмотрении электролитической ячейки полярность анодного и катодного выводов будет обратной. Давайте рассмотрим схему электролитической ячейки, показанную ниже:

Здесь взят хлорид натрия в жидком состоянии, в который погружена пара электродов. В жидком состоянии ионы Na + и Cl– разделяются и находятся в свободном состоянии. Наряду с этим два электрода соединены батареей.

Электрод, соединенный с отрицательной клеммой батареи, притягивает ионы Na +, в то время как анионы, то есть Cl–, течет к электроду, соединенному с положительной клеммой. При достижении соответствующего электрода потенциал батареи позволяет ионам Na + приобретать электроны (восстанавливать их), образуя металлический натрий.

Точно так же ионы хлора (Cl–) теряют электроны (окисление) на электроде, соединенном с отрицательной клеммой, в результате чего образуется газ Cl₂. Здесь положительный электрод, на котором происходит окисление, — это анод, а электрод, на котором происходит восстановление, — это катод.

Здесь следует отметить, что поскольку электроны движутся от катода к аноду, направление тока будет от анода к катоду.

Прохождение тока через жидкий хлорид натрия приводит к его разложению на элементы, то есть металлический натрий и газообразный хлор.

Вывод

В качестве примера мы рассмотрели два типа ячеек — гальванические и электролитические. Направление тока противоположно направлению движения отрицательно заряженной частицы. В электролитической ячейке ток течет от анода к катоду. В гальваническом элементе ток течет от катода к аноду.

Катод и анод – определение и различие между анодом и катодом

В электрохимических элементах, полупроводниковых диодах и некоторых медицинских устройствах электроды используются в качестве проводника, который проводит электричество от неметаллических частей цепей. Другими словами, можно сказать, что электрод — это вещество, проводящее электричество в электрическом токе, который либо входит, либо выходит из неметаллической среды подобно электролиту. Анод и катод — это два типа электродов. Анод — это электрод, с которого поляризованный ток поступает во внешнюю цепь, а катод — это электрод, с которого поляризованный электрический ток выходит из поляризованного электрического устройства. Заряды анода и катода соответственно положительные и отрицательные. Символы анода и катода соответственно A и K.

Слово «анод» происходит от греческого слова «аноды», что означает путь вверх, а слово «катод» происходит от другого греческого слова, катоды, что означает путь вниз.

Электрохимическая ячейка

Что такое анод и катод?

Анод и катод представляют собой электроды, используемые в электролитической ячейке и электрохимической ячейке. Знак анода и катода положительный и отрицательный. A и K являются соответствующими символами анода и катода. Детали анода и катода приведены ниже.

• Анод

Обычно анод представляет собой электрод, на котором происходит реакция окисления, что означает, что на аноде электроны выделяются во внешнюю цепь. В электролитической ячейке анодом является положительный электрод, а в гальванической ячейке — отрицательный. знак анода ‘+’

В электролитической ячейке, которая использует электрическую энергию для распространения химической реакции, В гальванических или электрохимических ячейках, которые производят электрическую энергию в результате химической реакции, анод отрицательный, так как отрицательный потенциал по сравнению с раствором. Анод гальванического элемента представляет собой металлический цинк, погруженный в раствор ZnSO4. Металл Zn окисляется до Zn2+ и отдает два электрона во внешнюю цепь.

• Катод

Обычно катод представляет собой электрод, на котором протекает реакция восстановления. Это означает, что катод получает электроны из внешней цепи и восстанавливается. Знак катода «-».

В гальванических элементах медь представляет собой катод, погруженный в раствор CuSO4. Ионы Cu2+ принимают электроны от внешней ячейки, восстанавливаются до металлического Cu и осаждаются на катоде.

Существует два типа катодов: с горячим катодом и с холодным катодом. Холодные катоды — это катоды, которые не нагреваются электрически нити накала. Который испускает больше электронов, чем может дать термоэлектронная эмиссия. Горячие катоды нагреваются электрическим током, проходящим через нить накала. Холодный катод используется в газоразрядных лампах, разрядных трубках и некоторых электронных лампах.

Анод и катод в электролизе

Во время электролиза происходит химическая реакция или изменение при прохождении электричества по цепи, а электролитическая ячейка представляет собой устройство, которое преобразует электрическую энергию в химическую. Заряд аниона и катиона в электролитической ячейке соответственно положительный и отрицательный. Рассмотрим электролиз расплавленного NaCl.

Анод провода или пластины имеет чрезмерный положительный заряд, так как он подключен к положительной клемме батареи. Следовательно, анионы будут стремиться двигаться к аноду, отдавать электроны аноду и окисляться. Эти электроны отдаются анионам, переходят во внешнюю цепь. При электролизе расплавленного NaCl два инертных электрода погружают в расплавленный раствор NaCl. Когда электричество проходит, анод приобретает избыточный положительный заряд, и ионы хлора из раствора движутся к аноду, где окисляются до металлического натрия.

Катод соединяется с отрицательной клеммой аккумулятора и содержит избыточный отрицательный заряд. Катионы из раствора движутся к нему и восстанавливаются, принимая электроны из внешней цепи. И наоборот, в гальванических элементах катион является положительным электродом. Когда расплавленный NaCl подвергается электролизу при пропускании электричества, ионы Na+ начинают двигаться к катоду, где он восстанавливается до металлического натрия.

Разница между анодом и катодом

Основные характеристики

• Анод и катод — это электроды, используемые для изготовления электролитических и электрохимических элементов.

• Анод – это электрод, на котором происходит реакция окисления, а на катоде – восстановление.

• Анод – это электрод, через который электричество поступает во внешнюю цепь, а катод – это электрод, через который отдается электричество.

Заключение

Анод – положительная часть электролита, где происходит окисление, а катод – отрицательная часть ячейки, где происходит восстановление. Символ анода и катода — A и K соответственно. При электролизе анод заряжен положительно, а катод отрицательно. Следовательно, знаки анода и катода — «+» и «-» соответственно.

BU-104b: Блоки для сборки батарей — Университет батарей

Электрохимическая батарея состоит из катода, анода и электролита, которые действуют как катализатор. При зарядке на границе катод/электролит образуется скопление положительных ионов. Это приводит к тому, что электроны движутся к катоду, создавая потенциал напряжения между катодом и анодом. Высвобождение происходит за счет прохождения тока от положительного катода через внешнюю нагрузку и обратно к отрицательному аноду. При зарядке ток течет в другом направлении.

Батарея имеет два отдельных пути; один представляет собой электрическую цепь, по которой текут электроны, питая нагрузку, а другой представляет собой путь, по которому ионы движутся между электродами через сепаратор, действующий как изолятор для электронов. Ионы — это атомы, которые потеряли или приобрели электроны и стали электрически заряженными. Сепаратор электрически изолирует электроды, но позволяет ионам двигаться.

Анод и катод

Электрод батареи, испускающий электроны во время разряда, называется анод ; электродом, поглощающим электроны, является катод .

Анод аккумулятора всегда отрицательный, а катод положительный. Это, по-видимому, нарушает соглашение, поскольку анод является клеммой, через которую протекает ток. Электронная лампа, диод или заряжаемая батарея следуют этому порядку; однако при отключении питания от батареи при разрядке анод становится отрицательным. Поскольку батарея представляет собой электрическое накопительное устройство, обеспечивающее энергию, анод батареи всегда отрицательный.

Анод литий-ионных аккумуляторов — углерод (см. BU-204: Как работают литиевые батареи?), но с литий-металлическими батареями порядок обратный. Здесь катод — углерод, а анод — металлический литий. (См. BU-212: Аккумуляторы будущего.) За некоторыми исключениями, литий-металлические аккумуляторы не подлежат перезарядке.

Рисунок 1: Символ батареи.
Катод батареи положительный, а анод отрицательный.

Таблицы 2a, b, c и d суммируют состав вторичных батарей на основе свинца, никеля и лития, включая первичные щелочные батареи.

Таблица 2а: Состав свинцовой кислоты.

Table 2b: Composition of NiMH and NiCd.

9005 анодий 9005

Таблица 2c: Состав Li-ion.