Как определить катод и анод: советы для начинающих

Электронные устройства, как правило, работают от источника постоянного тока. Для правильной работы электронных схем очень важно соблюдать полярность подключения элементов. Положительный вывод источника питания называют анодом, а отрицательный - катодом.

Неправильное подключение полярности может привести к выходу электронных компонентов из строя. Поэтому очень важно различать, где находится анод, а где катод.

В этой статье мы рассмотрим как определить катод и анод в электронных схемах, чтобы избежать ошибок при монтаже.

Определение анода и катода

Для корректной работы полупроводниковых приборов, работающих в цепях с постоянным током, электроды радиоэлементов необходимо подключать с учетом их полярности. Неправильное подключение может привести к выходу из строя радиоэлемента либо к отказу в работе электронного прибора. С целью избегания ошибок электроды таких деталей получили специальное название – анод и катод.

• Под анодом будем подразумевать электрод, по которому электрический ток втекает в разглядываемый прибор.
• Катод - это электрод, по которому электрический ток вытекает с прибора.

При подключении радиоэлементов следует соблюдать их полярность, руководствуясь обозначениями на схемах. Это очень важно для корректной работы устройств.

Из сказанного выше следует, что ток всегда течет в направлении от анода к катоду. Вывод один – на анод поступает плюс, а катод подсоединяется к минусу. Придерживаясь этого правила можно безошибочно определить, где плюс, а где минус.

Как распознать полярность по маркировке

При определении катода и анода необходимо в первую очередь ориентироваться на направление тока, а не на полярность источника питания. Несмотря на то, что эти понятия тесно связаны с полярностью тока, они больше обусловлены направлениями векторов электричества.

На корпусах деталей иногда проставляется точка или другая метка, позволяющая определить направление тока на конкретном электроде. Иногда полярность выводов приходится определять по специальным таблицам или с помощью измерительного прибора.

При определении позиций (как определить катод и анод) в радиоэлектронных элементах пользуются справочными материалами. На назначение электродов указывает:

• Схематическое изображение на чертежах и в технических описаниях
• Маркировка на корпусе детали
• Расположение выводов относительно корпуса

Определение назначений выводов у полупроводниковых диодов можно определить с помощью измерительных приборов. Все типы диодов (кроме стабилитронов) проводят ток только в одном направлении.

Определение с помощью измерительных приборов

Если вы подключили тестер или омметр к диоду, и он показал незначительное сопротивление, то к положительному щупу прибора подключен анод, а к отрицательному – катод. Если известен тип проводимости транзистора, то с помощью того же тестера можно определить выводы эмиттера и коллектора.

Между эмиттером и коллектором сопротивление бесконечно велико (тока нет), а между базой и каждым из них проводимость будет (только в одну сторону, как у диода). Зная тип проводимости, по аналогии с диодом, можно определить, где анод, а значит определить выводы коллектора или эмиттера.

Что касается вакуумных диодов, то их невозможно проверить путем измерения обычными приборами. Поэтому их выводы расположены таким образом, чтобы исключить ошибки при подключении. В электронных лампах выводы точно совпадают с расположением контактов гнезда, предназначенного для этого радиоэлемента.

Выводы полупроводниковых приборов традиционно называют анодами и катодами. При всех плюсах полупроводников, у этих приборов есть недостаток – они «шумят». В усилителях большой мощности эти шумы становятся заметными. В качественной усилительной аппаратуре по-прежнему применяются вакуумные лампы.

Правило: ток течет от анода к катоду

Из сказанного ранее следует, что ток всегда течет в направлении от анода к катоду. Это базовое правило помогает правильно определить полярность при подключении радиодеталей в цепи.

На анод поступает плюс от источника питания, а катод подсоединяется к минусу. Придерживаясь этого правила, можно безошибочно определить, где находится положительный полюс, а где отрицательный.

Обратите внимание, в гальванических элементах (например, в батарейках), положительным полюсом является катод, а отрицательным - анод. Это связано с особенностями электрохимических реакций внутри таких источников тока.

Тем не менее, после замыкания внешней цепи, электрический ток выходит из положительного полюса батарейки (катода) и через нагрузку входит в отрицательный полюс (анод). То есть во внешней цепи соблюдается правило: ток течет от анода к катоду.

Это важно помнить при определении полярности выводов гальванических элементов. Не нужно путать положение выводов батареек и полярность во внешней цепи. Даже если внутри батарейки «перепутана» полярность, ток во внешней цепи все равно пойдет от анода к катоду согласно физическим законам.

Применение в электролизе

В электрохимии анод и катод являются ключевыми понятиями в процессе прохождения электрохимических реакций, используемых в основном для восстановления металлов. Такие реакции называют электролизом.

Использование процессов электролиза позволяет получать чистые металлы, так как на катоде образуются атомы только того металла, положительные ионы которого содержатся в растворе электролита.

На аноде во время электролиза происходит окисление, то есть отдача электронов ионами металла, находящимися в растворе. На катоде, наоборот, идет восстановление - присоединение электронов и осаждение чистого металла.

Методом электролиза наносят очень тонкое цинковое покрытие стальных листов и деталей любой конфигурации. Гальваническое покрытие эффективно защищает металл от коррозии.

Также с помощью регулируемого электролиза можно точно определить катод и анод в исследуемом растворе, наблюдая процессы на электродах.

Использование в электронных лампах

Примером вакуумных приборов служат радиоэлектронные лампы, электронно-лучевые трубки, кинескопы телевизоров. Они работают по одному и тому же принципу:

• Разогретый катод испускает электроны, которые устремляются к аноду с высоким положительным электрическим потенциалом.
• Образование электронов на раскаленном электроде называется термоэмиссией, а электрический ток, возникающий между катодом и анодом, называется термоэмиссионным.

Ценность таких приборов в том, что они проводят ток только в одном направлении – от катода до анода. Добавление сетки между электродами позволяет регулировать параметры тока в широких пределах.

Такие вакуумные лампы используются в качестве усилителей сигналов. В настоящее время вакуумные приборы используются довольно редко, так как их с успехом заменяют полупроводниковые диоды и транзисторы.

Анод и катод в полупроводниках

Выводы полупроводниковых приборов традиционно называют анодами и катодами. У этих приборов есть недостаток – они «шумят». В усилителях большой мощности эти шумы становятся заметными.

В качественной усилительной аппаратуре по-прежнему применяются вакуумные лампы, несмотря на их габариты и энергопотребление. Тем не менее, полупроводниковые диоды и транзисторы вытеснили вакуумные лампы из большинства областей за счет малых размеров и низкого энергопотребления.

При работе с полупроводниковыми приборами также важно правильно определить, где находится катод и анод, чтобы избежать выхода детали из строя.

Гальваническое цинкование

Гальваническое цинкование стальных изделий - эффективный способ защиты металла от коррозии. В процессе используются реакции электролиза, где важную роль играют такие понятия как катод и анод. Катодом является отрицательный электрод, на который осаждается цинк, а анодом - положительный, который выполнен из оцинковываемого металла.

• При гальваническом цинковании стальной лист помещается в раствор электролита в качестве анода, а лист цинка - в роли катода.
• При подаче на электроды постоянного тока происходит электролиз раствора с осаждением слоя цинка на поверхности стального изделия.

Толщина цинкового покрытия колеблется от 3 до 25 микрон в зависимости от условий оцинкования. Обычно этого достаточно, чтобы защитить сталь от ржавчины на годы.

Гальваническое цинкование позволяет получить тонкий и плотный слой цинка на изделии любой сложной конфигурации. Это один из лучших современных способов защиты стали от ржавчины.

Выводы

Подводя итог, еще раз отметим главное при том, как определить катод и анод. Анод - это электрод, в который условно втекает электрический ток. Катод - электрод, из которого ток вытекает. Это основное правило нужно запомнить.

Однако на практике не всегда можно определить полярность, ориентируясь только на направление тока. В гальванических элементах и аккумуляторах во время разряда ток движется от плюса к минусу. Но при зарядке все меняется на противоположное.

Поэтому следует обращать внимание на маркировку на корпусах деталей, проверять полярность с помощью измерительных приборов. На схемах обычно указывают направление тока стрелкой. Зная его, можно легко определить катод и анод.

• Маркировка на корпусе или выводах элемента
• Схема устройства с обозначением направления тока
• Измерение прибором (для полупроводников)
• Расположение выводов лампы в цоколе

Для правильного определения катода и анода радиодетали важно знать принцип ее работы и физические процессы, протекающие на электродах. Но на практике чаще используют упомянутые выше способы.

Подводя итог, запомните: ток течет от анода к катоду. Анод соединяется с плюсом источника питания, катод - с минусом. Следуя этому правилу, можно избежать ошибок при монтаже электронных схем.