व्यावहारिक इलेक्ट्रॉनिक्स में शामिल लोगों को बिजली आपूर्ति के एनोड और कैथोड के बारे में जानने की जरूरत है। इसे क्या और कैसे कहा जाता है? बिल्कुल क्यों? न केवल शौकिया रेडियो, बल्कि रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से भी विषय पर गहन विचार किया जाएगा। सबसे लोकप्रिय व्याख्या यह है कि एनोड सकारात्मक इलेक्ट्रोड है और कैथोड नकारात्मक है। काश, यह हमेशा सच और अधूरा नहीं होता। एनोड और कैथोड को निर्धारित करने में सक्षम होने के लिए, आपके पास सैद्धांतिक आधार होना चाहिए और पता होना चाहिए कि क्या और कैसे। आइए इसे लेख के ढांचे के भीतर देखें।
एनोड
आइए GOST 15596-82 की ओर मुड़ें, जो रासायनिक वर्तमान स्रोतों से संबंधित है। हम तीसरे पृष्ठ पर पोस्ट की गई जानकारी में रुचि रखते हैं। GOST के अनुसार, एनोड एक रासायनिक वर्तमान स्रोत का नकारात्मक इलेक्ट्रोड है। इतना ही! बिल्कुल क्यों? तथ्य यह है कि यह इसके माध्यम से है कि विद्युत प्रवाह बाहरी सर्किट से स्रोत में ही प्रवेश करता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, सब कुछ उतना आसान नहीं है जितना पहली नज़र में लगता है। लेख में प्रस्तुत चित्रों पर ध्यान से विचार करने की सलाह दी जाती है यदि सामग्री बहुत जटिल लगती है - वे आपको यह समझने में मदद करेंगे कि लेखक आपको क्या बताना चाहता है।
कैथोड
हम उसी GOST 15596-82 की ओर मुड़ते हैं। सकारात्मक इलेक्ट्रोडएक रासायनिक वर्तमान स्रोत वह है जिसमें से छुट्टी मिलने पर, यह बाहरी सर्किट में प्रवेश करता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, GOST 15596-82 में निहित डेटा स्थिति को एक अलग दृष्टिकोण से मानते हैं। इसलिए, कुछ निर्माणों के बारे में दूसरों के साथ परामर्श करते समय बहुत सावधान रहना चाहिए।
शर्तों का उदय
अस्पष्टता से बचने और अधिक सटीकता प्राप्त करने के लिए उन्हें जनवरी 1834 में फैराडे द्वारा पेश किया गया था। उन्होंने सूर्य के उदाहरण का उपयोग करते हुए संस्मरण का अपना संस्करण भी प्रस्तुत किया। तो, उसका एनोड सूर्योदय है। सूर्य ऊपर जाता है (वर्तमान प्रवेश करता है)। कैथोड प्रवेश द्वार है। सूरज ढल रहा है (करंट निकल रही है)।
ट्यूब और डायोड का उदाहरण
हम यह समझना जारी रखते हैं कि किसका प्रयोग किस बात को दर्शाने के लिए किया जाता है। मान लीजिए कि हमारे पास इन ऊर्जा उपभोक्ताओं में से एक खुले राज्य में (सीधे संबंध में) है। तो, डायोड के बाहरी सर्किट से, विद्युत प्रवाह एनोड के माध्यम से तत्व में प्रवेश करता है। लेकिन इलेक्ट्रॉनों की दिशा के साथ इस स्पष्टीकरण से भ्रमित न हों। कैथोड के माध्यम से, एक विद्युत प्रवाह प्रयुक्त तत्व से बाहरी सर्किट में प्रवाहित होता है। अब जो स्थिति विकसित हुई है वह उन मामलों की याद दिलाती है जब लोग उलटी तस्वीर देखते हैं। यदि ये पदनाम जटिल हैं, तो याद रखें कि केवल रसायनज्ञों को ही उन्हें इस तरह समझना चाहिए। अब चलो उल्टा करते हैं। यह देखा जा सकता है कि सेमीकंडक्टर डायोड व्यावहारिक रूप से करंट का संचालन नहीं करेंगे। यहां एकमात्र संभावित अपवाद तत्वों का उल्टा टूटना है। और इलेक्ट्रोवैक्यूम डायोड (केनोट्रॉन,रेडियो ट्यूब) रिवर्स करंट का संचालन बिल्कुल नहीं करेंगे। इसलिए, यह (सशर्त) माना जाता है कि वह उनके माध्यम से नहीं जाता है। इसलिए, औपचारिक रूप से, डायोड के एनोड और कैथोड टर्मिनल अपना कार्य नहीं करते हैं।
भ्रम क्यों है?
विशेष रूप से, सीखने और व्यावहारिक अनुप्रयोग की सुविधा के लिए, यह निर्णय लिया गया कि पिन नामों के डायोड तत्व उनकी स्विचिंग योजना के आधार पर नहीं बदलेंगे, और वे भौतिक पिन से "संलग्न" होंगे। लेकिन यह बैटरी पर लागू नहीं होता है। तो, अर्धचालक डायोड के लिए, सब कुछ क्रिस्टल की चालकता के प्रकार पर निर्भर करता है। वैक्यूम ट्यूब में, यह प्रश्न उस इलेक्ट्रोड से जुड़ा होता है जो फिलामेंट के स्थान पर इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है। बेशक, यहाँ कुछ बारीकियाँ हैं: उदाहरण के लिए, एक रिवर्स करंट अर्धचालक उपकरणों जैसे कि एक दबानेवाला यंत्र और एक जेनर डायोड के माध्यम से प्रवाहित हो सकता है, लेकिन यहाँ एक विशिष्टता है जो स्पष्ट रूप से लेख के दायरे से परे है।
इलेक्ट्रिक बैटरी से निपटना
यह अक्षय ऊर्जा के रासायनिक स्रोत का वास्तव में उत्कृष्ट उदाहरण है। बैटरी दो मोड में से एक में है: चार्ज / डिस्चार्ज। इन दोनों स्थितियों में, विद्युत प्रवाह की एक अलग दिशा होगी। लेकिन ध्यान दें कि इलेक्ट्रोड की ध्रुवीयता नहीं बदलेगी। और वे विभिन्न भूमिकाओं में अभिनय कर सकते हैं:
- चार्जिंग के दौरान, सकारात्मक इलेक्ट्रोड एक विद्युत प्रवाह प्राप्त करता है और वह एनोड है, और नकारात्मक इसे छोड़ता है और इसे कैथोड कहा जाता है।
- अगर कोई हलचल नहीं है, तो उनके बारे में बात करने का कोई मतलब नहीं है।
- दौरानडिस्चार्ज, सकारात्मक इलेक्ट्रोड विद्युत प्रवाह को छोड़ता है और कैथोड है, जबकि नकारात्मक इलेक्ट्रोड प्राप्त करता है और इसे एनोड कहा जाता है।
इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री के बारे में एक शब्द कहते हैं
यहां थोड़ी भिन्न परिभाषाओं का प्रयोग किया गया है। इस प्रकार, एनोड को एक इलेक्ट्रोड माना जाता है जहां ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं होती हैं। और स्कूल के रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रम को याद करते हुए, क्या आप उत्तर दे सकते हैं कि दूसरे भाग में क्या हो रहा है? जिस इलेक्ट्रोड पर अपचयन प्रक्रिया होती है उसे कैथोड कहते हैं। लेकिन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का कोई संदर्भ नहीं है। आइए हमारे लिए रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के मूल्य को देखें:
- ऑक्सीकरण। एक कण द्वारा एक इलेक्ट्रॉन के पीछे हटने की प्रक्रिया होती है। तटस्थ एक सकारात्मक आयन में बदल जाता है, और नकारात्मक तटस्थ हो जाता है।
- बहाली। एक कण द्वारा एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने की प्रक्रिया होती है। एक सकारात्मक एक तटस्थ आयन में बदल जाता है, और फिर दोहराए जाने पर नकारात्मक में बदल जाता है।
- दोनों प्रक्रियाएं आपस में जुड़ी हुई हैं (उदाहरण के लिए, जितने इलेक्ट्रॉन दिए जाते हैं, उनकी संख्या जोड़ी गई संख्या के बराबर होती है)।
फैराडे ने रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेने वाले तत्वों के नाम भी पेश किए:
- उद्धरण। यह धनावेशित आयनों का नाम है जो इलेक्ट्रोलाइट विलयन में ऋणात्मक ध्रुव (कैथोड) की ओर गति करते हैं।
- आयन। यह ऋणात्मक आवेशित आयनों का नाम है जो इलेक्ट्रोलाइट विलयन में धनात्मक ध्रुव (एनोड) की ओर गति करते हैं।
रासायनिक प्रतिक्रियाएं कैसे होती हैं?
ऑक्सीकरण और कमीअर्ध-प्रतिक्रियाओं को अंतरिक्ष में अलग किया जाता है। कैथोड और एनोड के बीच इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण सीधे नहीं किया जाता है, बल्कि बाहरी सर्किट के कंडक्टर के कारण होता है, जिस पर विद्युत प्रवाह बनाया जाता है। यहां कोई भी ऊर्जा के विद्युत और रासायनिक रूपों के पारस्परिक परिवर्तन का निरीक्षण कर सकता है। इसलिए, विभिन्न प्रकार के कंडक्टरों (जो इलेक्ट्रोलाइट में इलेक्ट्रोड हैं) से सिस्टम का बाहरी सर्किट बनाने के लिए, धातु का उपयोग करना आवश्यक है। आप देखते हैं, एनोड और कैथोड के बीच वोल्टेज मौजूद है, साथ ही साथ एक बारीकियां भी। और यदि कोई तत्व नहीं होता जो उन्हें आवश्यक प्रक्रिया को सीधे करने से रोकता है, तो रासायनिक प्रवाह के स्रोतों का मूल्य बहुत कम होगा। और इसलिए, इस तथ्य के कारण कि चार्ज को उस योजना से गुजरना पड़ता है, उपकरण को इकट्ठा किया गया और काम किया गया।
क्या है: चरण 1
अब परिभाषित करते हैं कि क्या है। आइए एक जैकोबी-डैनियल गैल्वेनिक सेल लें। एक ओर, इसमें एक जिंक इलेक्ट्रोड होता है, जिसे जिंक सल्फेट के घोल में डुबोया जाता है। फिर झरझरा विभाजन आता है। और दूसरी तरफ एक कॉपर इलेक्ट्रोड होता है, जो कॉपर सल्फेट के घोल में स्थित होता है। वे एक दूसरे के संपर्क में हैं, लेकिन रासायनिक विशेषताएं और विभाजन मिश्रण की अनुमति नहीं देते हैं।
चरण 2: प्रक्रिया
जिंक का ऑक्सीकरण होता है, और इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट के साथ तांबे में चले जाते हैं। तो यह पता चला है कि गैल्वेनिक सेल में एक नकारात्मक चार्ज एनोड और एक सकारात्मक कैथोड होता है। इसके अलावा, यह प्रक्रिया केवल उन मामलों में आगे बढ़ सकती है जहां इलेक्ट्रॉनों को कहीं "जाना" है। बात सीधे जाने की हैइलेक्ट्रोड से दूसरे में "अलगाव" की उपस्थिति को रोकता है।
चरण 3: इलेक्ट्रोलिसिस
आइए इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया पर नजर डालते हैं। इसके मार्ग के लिए स्थापना एक बर्तन है जिसमें एक समाधान या इलेक्ट्रोलाइट पिघलता है। इसमें दो इलेक्ट्रोड उतारे जाते हैं। वे एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत से जुड़े हुए हैं। इस मामले में एनोड इलेक्ट्रोड है जो सकारात्मक ध्रुव से जुड़ा होता है। यहीं पर ऑक्सीकरण होता है। ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रोड कैथोड है। यहीं पर अपचयन अभिक्रिया होती है।
चरण 4: अंत में
इसलिए, इन अवधारणाओं के साथ काम करते समय, यह हमेशा ध्यान में रखा जाना चाहिए कि नकारात्मक इलेक्ट्रोड को दर्शाने के लिए 100% मामलों में एनोड का उपयोग नहीं किया जाता है। साथ ही, कैथोड समय-समय पर अपना धनात्मक आवेश खो सकता है। यह सब इस बात पर निर्भर करता है कि इलेक्ट्रोड पर कौन सी प्रक्रिया हो रही है: रिडक्टिव या ऑक्सीडेटिव।
निष्कर्ष
इसी तरह सब कुछ है - बहुत मुश्किल नहीं है, लेकिन आप यह नहीं कह सकते कि यह आसान है। हमने सर्किट के दृष्टिकोण से गैल्वेनिक सेल, एनोड और कैथोड की जांच की, और अब आपको बिजली की आपूर्ति को ऑपरेटिंग समय से जोड़ने में कोई समस्या नहीं होनी चाहिए। और अंत में, आपको अपने लिए कुछ और मूल्यवान जानकारी छोड़नी होगी। आपको हमेशा उस अंतर को ध्यान में रखना होगा जो कैथोड क्षमता/एनोड क्षमता में है। बात यह है कि पहला वाला हमेशा थोड़ा बड़ा रहेगा। यह इस तथ्य के कारण है कि दक्षता 100% के संकेतक के साथ काम नहीं करती है और शुल्क का हिस्सा समाप्त हो जाता है। यह इस वजह से है कि आप देख सकते हैं कि बैटरियों की एक सीमा होती है कि उन्हें कितनी बार चार्ज किया जा सकता है औरछुट्टी।
