Диод анод и катод: определение, полярность и практическое применение

Что такое анод и катод диода. Как определить полярность диода по маркировке и внешнему виду. Какие функции выполняют анод и катод в полупроводниковых приборах. Где используются диоды и почему важно правильно их подключать.

Что такое анод и катод диода

Диод — это полупроводниковый прибор, который пропускает электрический ток только в одном направлении. Он состоит из двух электродов — анода и катода. Но что именно представляют собой эти части диода?

Анод диода — это электрод, к которому подключается положительный полюс источника питания. Через анод электрический ток входит в диод.

Катод диода — это электрод, к которому подключается отрицательный полюс источника питания. Через катод ток выходит из диода.

Таким образом, анод можно считать положительным выводом диода, а катод — отрицательным. При правильном подключении ток будет проходить от анода к катоду.

Как определить полярность диода

Для правильной работы диода критически важно соблюдать его полярность при подключении. Существует несколько способов определить, где у диода анод, а где катод:

• По маркировке на корпусе — обычно полоса или кольцо обозначает катод
• По длине выводов — более длинный вывод это анод
• По форме корпуса — плоский срез или выемка указывает на катод
• С помощью мультиметра — в режиме прозвонки диод проводит ток только в прямом направлении

Важно запомнить, что ток всегда течет от анода к катоду. Это поможет не перепутать полярность при монтаже.

Функции анода и катода в работе диода

Анод и катод диода выполняют разные функции при прохождении через него электрического тока:

• Анод инжектирует (вбрасывает) основные носители заряда в базу диода
• Катод собирает и выводит носители заряда из базы
• На аноде происходит рекомбинация электронов и дырок
• Катод формирует потенциальный барьер, препятствующий обратному току

Благодаря такому взаимодействию анода и катода обеспечивается основное свойство диода — односторонняя проводимость.

Виды диодов и их полярность

Существуют различные типы диодов, которые отличаются по своим характеристикам и применению. При этом полярность у всех диодов определяется одинаково:

• Выпрямительные диоды — используются для преобразования переменного тока в постоянный
• Стабилитроны — поддерживают постоянное напряжение на участке цепи
• Светодиоды — излучают свет при прохождении тока
• Фотодиоды — генерируют ток под воздействием света
• Варикапы — работают как конденсатор с переменной емкостью

Независимо от типа, анод всегда является положительным электродом, а катод — отрицательным.

Практическое применение диодов

Благодаря своим уникальным свойствам диоды нашли широкое применение в электронике и электротехнике. Вот некоторые распространенные области их использования:

• Выпрямление переменного тока в блоках питания
• Защита цепей от обратного тока и перенапряжения
• Детектирование радиосигналов в приемниках
• Стабилизация напряжения в источниках питания
• Индикация и подсветка в различных устройствах

Во всех этих применениях критически важно правильно подключать диоды с учетом полярности анода и катода.

Последствия неправильного подключения диода

Что произойдет, если перепутать анод и катод при монтаже диода? Последствия могут быть разными в зависимости от типа диода и схемы:

• Диод не будет пропускать ток и устройство не заработает
• Возможен пробой p-n перехода и выход диода из строя
• В цепи может возникнуть короткое замыкание
• Светодиод не будет светиться
• Нарушится работа всей электронной схемы

Поэтому так важно внимательно определять полярность диодов перед монтажом и перепроверять правильность подключения.

Проверка исправности диода

Как убедиться, что диод исправен и правильно работает? Существует несколько простых способов проверки:

1. Прозвонка мультиметром — диод должен проводить ток только в прямом направлении
2. Измерение прямого падения напряжения — обычно 0.6-0.7 В для кремниевых диодов
3. Проверка обратного тока — в исправном диоде он должен быть близок к нулю
4. Визуальный осмотр на предмет повреждений корпуса
5. Тестирование в реальной схеме

Регулярная проверка поможет вовремя выявить неисправные диоды и избежать проблем в работе электронных устройств.

Вопросы для самопроверки

• Как определить анод и катод по маркировке на корпусе диода?
• В каком направлении протекает ток через правильно подключенный диод?
• Какие функции выполняет анод в работе диода?
• Чем опасно неправильное подключение диода в схему?
• Как проверить исправность диода с помощью мультиметра?

Анод и катод: что это такое

Содержание

• 1 Анод и катод. Что это такое
  • 1.1 Анод в гальваническом элементе
  • 1.2 В перезаряжаемой батарее или в электролизере
  • 1.3 Электронно-лучевая труба
  • 1.4 Вакуумная трубка анода
  • 1.5 Диодный анод
  • 1.6 В электрохимии
• 2 Как определить анод и катод

Эти физические термины затрагивают области гальваники, химии, а также источников питания, полупроводниковой и вакуумной электроники. Зная, что такое анод и катод можно, к примеру, разобраться почему греется телефон. В статье описывается, что из себя представляют анод и катод, объясняется катод и анод – это плюс или минус. Помимо этого, затрагиваются аспекты и нюансы заряда катода и анода.

Анод и катод. Что это такое

Анод – является электродом, через который электрический ток проникает в устройство. Он является противоположностью катоду, электроду, через который электрический ток покидает электрическое устройство. Направление электрического тока в цепи отличается вектора потока электронов. В связи с этим (отрицательно заряженные) электроны вытекают из анода во внешний контур. Анод в гальваническом элементе представлен электродом, где происходит реакция окисления.

Эти понятия обусловлены не полярностью напряжения электродов, а направлением тока через электрод. Если ток, который идёт через электроды, изменяет своё направление, как это происходит, например, в перезаряжаемой батарее (во время зарядки), анод и катод меняются местами.

Обычный ток зависит не только от направления движения носителей заряда, но и от электрозаряда носителей. Электрический ток вне устройства обычно переносится электронами в проводнике из металла. Так как электроны обладают зарядом со значением «минус», направление их потока противопоставляется направлению стандартного тока. Из этого следует, что электроны уходят из аппарата через анод и попадают в устройство через катод.

Полярность напряжения на аноде по отношению к связанному катоду меняется из-за разновидности аппарата и его режима работы. В представленных примерах анод является отрицательным в устройстве (обеспечивает питание) и положительным в устройстве, которое потребляет энергию. В разных областях применения анод может быть положительным или отрицательный.

Анод в гальваническом элементе

Тут он является отрицательным выводом, потому что именно там обычный ток протекает в устройство (элемент аккумулятора). Этот внутренний электрический ток переносится извне электронами, движущимися наружу. Притом отрицательный заряд, протекающий в одном направлении, электрически эквивалентен положительному заряду, который протекает противоположном направлении.

В перезаряжаемой батарее или в электролизере

Здесь же анод является положительным выводом, который получает ток от внешнего генератора. Ток через перезаряжаемую батарею противоположен направлению тока во время разряда. Иными словами, электрод, который был катодом во время разрядки батареи, становится анодом во время процесса её зарядки.

Электронно-лучевая труба

Тут является положительным выводом, через который электроны вытекают из устройства. Иначе: туда, где течет положительный электрический ток.

Вакуумная трубка анода

В электронных вакуумных устройствах, таких как электронно-лучевая трубка, анод – это положительно заряженный электронным коллектор. В трубке анод представляет собой заряженную положительную пластину, которая собирает электроны, испускаемые катодом через электрическое притяжение. Это параллельно ускоряет поток этих электронов.

В электрохимии анод находится там, где происходит окисление, и является контактом с положительной полярностью в электролизере. На аноде электрические потенциалы заставляют анионы (отрицательные ионы) вступать в химическую реакцию и испускать электроны (окисление), которые затем попадают в цепь управления.

Диодный анод

В полупроводниковом диоде анодом является легированным слоем P, который изначально создает отверстия для соединения. В области соединения отверстия, подаваемые анодом, объединяются с электронами, подаваемыми из области с N-легированием, создавая истощённую зону. Когда положительное напряжение подается на анод диода из схемы, большее количество отверстий может быть перенесено в обедненную область, и это приводит к тому, что диод становится проводящим, позволяя току протекать по цепи.

Термины «анод» и «катод» не должны применяться к стабилитрону, так как он даёт возможность протекать току в любом направлении в зависимости от полярности напряжения.

В электрохимии

Тут анод расположен там, где происходит окисление, и является контактом с положительной полярностью в электролизере. На аноде электрические потенциалы заставляют анионы (отрицательные ионы) вступать в химическую реакцию и испускать электроны (окисление), которые затем попадают в цепь управления.

Такой процесс широко применяется для рафинирования металлов. При рафинировании меди медные аноды (те промежуточные продукты из печей) претерпевают электролиз в подходящем растворе (таком как серная кислота) для получения катодов высокой чистоты. Медные катоды, полученные с использованием этого метода, также называют электролитической медью.

Катод – это электрод, от которого обычный ток покидает электрический аппарат. Тут у электронов заряд электрический заряд под знаком «минус», поэтому движение электронов противоположно движению обычного потока тока. Катодный электрический ток отходит, что также означает, что электроны поступают в катод устройства из внешней цепи.

Полярность катода и анода – это положительное или отрицательное значение, что зависит от работы устройства. Хотя положительно заряженные катионы всегда движутся к катоду (отсюда и их название), а отрицательно заряженные анионы удаляются от него, полярность катода зависит от типа устройства и может даже варьироваться в зависимости от режима работы.

В устройстве, поглощающем энергию заряда (зарядка батареи), катод является отрицательным (электроны вытекают из катода, и заряд проникает туда) и в аппарате, который снабжает энергией (используемая батарея), катод положительный (электроны втекают в него и заряд уходит). Используемая батарея обладает катодом (положительный вывод), поскольку именно там ток течет из устройства. Этот внешний ток переносится изнутри положительными ионами, движущимися от электролита к положительному катоду (химическая энергия отвечает за движение в гору). Это поддерживается электронами, которые направляются к батарее.

Например, медный электрод гальванического элемента Даниэля является положительным выводом и одновременно катодом. Это происходит тогда, когда заряд поступает в батарею. Например, изменение направления тока в гальваническом элементе Даниэля превращает его в электролизер. Тут медный электрод одновременно является как положительным выводом, так и анодом. В диоде катод является отрицательным выводом на остроконечном конце символа стрелки, откуда ток течет из устройства.

В электролизере на катоде применяется отрицательная полярность для активации элемента. Общими результатами восстановления на катоде являются газообразный водород или чистый металл из ионов металлов. Говоря об относительной восстановительной способности двух окислительно-восстановительных агентов, считается, что пара для генерирования большего количества восстанавливающих веществ является более «катодной» по сравнению с более легко восстанавливаемым реагентом.

Как определить анод и катод

Электрическая схема катода и анода:

Различие между катодом и анодом основано исключительно на токе, а не на напряжении. Металл, используемый для катода, имеет значительно большее количество электронов, чем нейтроны или протоны.

Например, один из потребителей энергии находится в прямом включении. Далее, ток по аноду из внешней цепи проникает в элемент. Во внешнюю цепь прямо через катод из элемента выходит электрический ток. Это чем-то напоминает перевёрнутое изображение. Если данные обозначения сложные, то тут разобраться с ними могут только химики. Теперь надо сделать обратное включение. В этом случае диоды полупроводникового типа почти не будут проводить электрический ток. Тем не менее, есть вероятность обратного пробоя у элементов.

Электровакуумные диоды (например, радиолампы) совсем не обладают способностью проводить ток обратного типа. Условно принято считать, что ток через них не протекает. В связи с этим формально выводы анода и катода у диодов не отвечают за выполнение этих функций.

При катодной защите металлический анод электрически связан с защищаемой системой и частично разъедает или растворяет металл защищаемой системы. Этот металлический анод большей степени реагирует на коррозионную среду защищаемой системы. Корпус железного или стального судна может быть защищен цинковым анодом, который растворяется в морской воде и предотвращает коррозию корпуса.

Менее очевидным примером такого типа защиты является процесс цинкования железа. Такой процесс покрывает железные конструкции (такие как ограждение) покрытием из металлического цинка. Пока цинк остается неповрежденным, железо защищено от коррозии. С течением времени цинковое покрытие становится поврежденным, в результате потрескивания или физического повреждения.

Знание того, что такое анод и катод, является ключевым в электрохимии и помогает понять основные принципы работы простейших аккумуляторов и гальванических элементов.

что это такое, где плюс и где минус на диоде

Классические термины из физики и химии часто встречаются в инструкциях к использованию современных приборов. Необходимо точно знать, что такое определение под собой подразумевает и как его применять к тем или иным конструкциям и явлениям.

Содержание

1. Что такое анод и катод
2. Анод
3. Катод
4. Как определить анод и катод
5. Сфера применения
6. Электрохимия
7. Гальванотехника
8. Вакуумные и полупроводниковые электроприборы

Что такое анод и катод

Потребитель сталкивается с понятиями анод и катод при зарядке и разрядке аккумулятора, зарядке и обслуживании батареи.

Понять разницу между катодом, анодом, положительным и отрицательным зарядом проще всего, вспомнив некоторые положения из электрохимии.

• Гальванические элементы – электрический ток производится благодаря текущей химической реакции. Именно на этом принципе работают батарейки и аккумуляторы. Поэтому их называют химическими источниками тока.
• Электролиз – химическая реакция, которая протекает за счет включения в систему источника электроэнергии.

В обоих случаях один из электродов несет более высокий потенциал. Этот электрод считается положительным. Электрод с более низким потенциалом и необязательно отрицательным, будет носить название отрицательный. Ток, соответственно, течет от носителя более высокого потенциала к носителю более низкого потенциала.

Да, часто

50%

Очень редко

28.57%

Не припоминаю

21.43%

Проголосовало: 56

Анод

По определению анодом выступает электрод, на котором протекает окислительная реакция. Это означает, что электрод служит источником электронов. В химии его же нередко именуют восстановителем.

Катод

Под катодом подразумевают электрод, на котором протекает реакция восстановления. Здесь электрод забирает электроны и называется окислителем.

Принимая, что ток является движением положительно заряженных частиц, а не отрицательных, получается, что ток в растворе идет от катода к аноду. В цепи, соединяющей элементы гальванической пары, электроны идут от минуса к плюсу и с этой точки зрения катод является плюсом, а анод – минусом.

Противоречие кажущееся, ведь направление тока определяется движением положительных частиц, хотя фактически в металлической цепи его обеспечивает движение электронов.

Как определить анод и катод

Если с батарейкой все довольно просто (полюс и минус не меняются местами), то с зарядкой аккумулятора дело обстоит сложнее.

Во время зарядки разность между большим и меньшим потенциалом увеличивается, то есть потенциал положительного электрода становится выше, чем его же потенциал в покое – накапливается заряд, а потенциал отрицательного электрода становится меньше, чем он же в состоянии покоя. Отсюда вытекает, что положительный электрод выступает анодом, а отрицательный – катодом.

При использовании устройства потенциал положительного электрода (анода) всегда остается больше, чем потенциал отрицательного (катода). Но во время цикла разрядки/зарядки роль электрода меняется: при разрядке положительным становится катод, отрицательным – анод. Во время зарядки положительным выступает анод, отрицательным – катод.

Если речь идет о растворах и электрофизических реакциях в них, проще запомнить, что катионы – всегда частицы с положительным зарядом, а значит двигаются к минусу. Анионы – частицы всегда с отрицательным зарядом и двигаются к плюсу.

Валера

Голос строительного гуру

Задать вопрос

Чтобы запомнить, где плюс, где минус, используют мнемоническое правило. В словах «катод» и «минус», а также в словах «анод» и «плюс» одинаковое количество букв. В нормальном режиме работы любого электрического прибора ток вытекает из катода и втекает в анод. Даже если речь о металлической жиле, поскольку здесь направление тока определяют не смещении электронов, а смещение дырок.

Сфера применения

В промышленности используют не только собственно гальванические элементы (для получения электрического тока), но и электрохимические реакции, которые протекают под действием тока. Самый известный – получение тонкопослойного защитного покрытия стали – из цинка, алюминия, цинкового-алюминиевых сплавов.

Электрохимия

Электролиз по своему значению противоположен работе гальванического элемента: реакция проходит под действием тока. При этом плюс источника питания все же именуется катодом, а минус анодом, что как бы противоречит вышесказанному. Происходит это потому, что ток от плюсового вывода источника питания уходит на плюсовой вывод аккумулятора и в этом случае последний уже никак не может быть катодом. В результате электроды аккумулятора при зарядке меняются местами, потому что реакция идет в обратном направлении.

Гальванотехника

Посеребрение, золочение, хромирование, оцинковка – наиболее известные способы использования процесса осаждения вещества. Принцип действия таких установок одинаков: изделие погружают в электролитическую ванную, в которой оно выступает катодом. На его поверхности осаждаются ионы металла – катионы. Чтобы изделие стало катодом, к нему подключают плюсовой вывод источника питания.

Вакуумные и полупроводниковые электроприборы

Понятие катода и анода, а точнее плюса и минуса в вакуумных и полупроводниковых приборах связано с возможностью протекания тока только в одном направлении или в двух. Полупроводник допускает только прямое течение тока, а при наложении напряжения обратного типа ток здесь течет, но крайне незначительно. Для резистора же вопрос не принципиален: он пропускает ток в обоих направлениях.

Катодом и анодом называют выводы диода – ножки. К плюсу батареи подключается анод. Называется он так, потому что у диода в ток любом случае втекает в анод. Светодиод и даже вакуумный подключается точно так же: анод к плюсу, а катод к минусу.

У пассивных потребителей катод и анод (плюс и минус) не меняются. У активных, способных пропускать ток в обоих направлениях, разряжаться и заряжаться – плюсы и минус могут меняться. В аккумуляторе катод положительный во время разрядки и отрицательный при зарядке. Для правильного использования приборов и элементов важно помнить одно: у всех потребителей энергии – электронных деталей, электролизеров, гальванических батарей − вывод, подключаемый к плюсу, называется анодом.

ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА

• Главная
• Э-э, мой плохой…

Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.

Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.

Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?

Выход SparkFun USB-C

В наличии БОБ-15100

5

Избранное Любимый 34

Список желаний

Процессор SparkFun MicroMod Teensy

В наличии DEV-16402

21,50 $

5

Избранное Любимый 14

Список желаний

MIKROE Бесколлекторный 8 Click

Нет в наличии РОБ-19327

36,95 $

Избранное Любимый 0

Список желаний

МИКРОЭ Термо 8 Клик

Нет в наличии SEN-19875

Избранное Любимый 0

Список желаний

Использование технологий для сохранения? Связаться с WILDLABS.

net

20 октября 2022 г.

WILDLABS — это онлайн-центр технологий сохранения, объединяющий более 6000 специалистов по охране природы, исследователей, полевых биологов, инженеров, разработчиков, производителей и экспертов #tech5wildlife со всего мира!

Избранное Любимый 1

NVIDIA Jetson Nano возвращается!

22 ноября 2022 г.

Мы ожидаем, что популярные модели Nano 4 ГБ поступят в продажу ближе к Черной пятнице.

Избранное Любимый 0

Machine Learning @ Home Kit Руководство по подключению

16 июля 2021 г.

Живое руководство по подключению с тремя различными приложениями машинного обучения, которые помогут вам по дому, а также научат основам использования примеров машинного обучения, которые вы найдете в курсе DLI, и работы над развертыванием этих проектов помимо примера в Jupyter Notebooks. !

Избранное Любимый 2

• Электроника SparkFun®
• 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
• Настольный сайт

• Ваш счет
• Авторизоваться
• регистр

ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА

• Главная
• человек, почему ты вообще должен что-то делать

Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.

Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.

Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?

Бессвинцовый припой — 100-граммовая катушка

В наличии ТОЛ-09325

8

Избранное Любимый 34

Список желаний

Поворотный энкодер — с подсветкой (RGB)

В наличии COM-15141

2

Избранное Любимый 17

Список желаний

Датчик сероводорода — MQ-136

В наличии SEN-17052

37,50 $ $33,75

Избранное Любимый 8

Список желаний

МИКРОЭ Магнето 8 Клик

Нет в наличии SEN-19415

14,95 $

Избранное Любимый 0

Список желаний

Тостерная печь Reflow — взлом Qwiic!

25 июня 2020 г.

Возьмите несколько деталей, прикрепите к ним сервопривод, и вы мгновенно оплавите припой!

Избранное Любимый 2

Устройство фотодетектора

26 июня 2020 г.

Выпуск фотодетектора MAX30101 теперь доступен вместе с несколькими разъемами и новой беспроводной клавиатурой!

Избранное Любимый 0

Светящаяся обувь своими руками

28 сентября 2017 г.

В этом руководстве вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы сделать свои собственные светящиеся высокие кроссовки!

Избранное Любимый 21

Руководство по подключению SparkFun ProDriver

3 сентября 2020 г.

В SparkFun ProDriver используется драйвер шагового двигателя Toshiba TC78H670FTG, а благодаря соединениям с защелками эта новая плата легче приступить к работе, чем «простые» драйверы.