Содержание
Подробно о полярностях светодиодных ламп
Несоблюдение полярности и неправильное включение может привести к поломке светодиода Работают такие маленькие точки освещения по принципу протекания через них тока только в прямом направлении. От этого возникает оптическое излучение лампочки. Если полярности не соблюсти при подключении, ток не сможет проложить себе прямой путь по цепи. Соответственно, прибор освещения не заработает.
Таким образом, перед установкой светодиода мастер должен узнать расположение его катода и анода («+» и «—»). Сделать это не сложно, зная определенные принципы визуальной оценки лампочки или работы электроприборов в сочетании с ЛЕД-элементом.
Назначение диода
Полупроводниковые диодные элементы присутствуют практически во всех бытовых электроприборах. Светодиоды используются в производстве осветительных приборов и LED-телевизоров.
Полупроводниковые диоды классифицируются по:
- материалу кристалла (кремний, селен, фосфид индия, германий);
- размерам (микросплавные, точечные, плоские);
- технологии производства p-n перехода (диффузионные, сплавные, эпитаксиальные);
- частоте (низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные, импульсивные);
- сфере использования (выпрямительные и специальные).
Диоды-выпрямители предназначены для преобразования переменного напряжения в постоянное. В схему устанавливаются в виде диодного моста, который можно использовать в радиоаппаратуре, блоке питания, зарядном устройстве.
Выпрямители делятся на:
- слаботочные (до 0,3 ампер);
- средней мощности (0,3-10 ампер);
- силовые (10-100 000 А, до 6 кВ).
Полупроводниковые специальные диодные элементы:
- варикапы (емкостные диоды);
- тиристоры (с дополнительным выводом для переключения в открытое состояние);
- симисторы (ток пропускают в 2-х направлениях);
- стабилитроны (стабилизируют напряжение от 2 вольт в состоянии пробоя, отдельный вид стабиисторы (нормисторы) для напряжения 0,7-2 вольт);
- диоды Шоттки (для низковольтных схем в паре со стабилитроном);
- туннельные диодные элементы (с низким отрицательным сопротивлением);
- динисторы (не содержат управляющих электродов, монтируются в переключатели);
- магнитодиоды (вольт-амперные характеристики меняются в магнитном поле, монтируются в датчики движения, контрольные приборы);
- фотодиоды (преобразуют энергию света в электрическую);
- светодиоды (превращают электрическую энергию в свет).
Гальванотехника
Процессы осаждения металлов в результате химической реакции под воздействием электрического тока (при электролизе) называют гальванотехникой. Таким образом мир получил посеребренные, золоченные, хромированные или покрытые другими металлами украшения и детали. Этот процесс используют как в декоративных, так и в прикладных целях – для улучшения стойкости к коррозии различных узлов и агрегатов механизмов.
Принцип действия установок для нанесения гальванического покрытия лежит в использовании растворов солей элементов, которыми будут покрывать деталь, в качестве электролита.
В гальванике анод также является электродом, к которому подключаются плюсовой вывод источника питания, соответственно катод в этом случае – это минус. При этом металл осаждается (восстанавливается) на минусовом электроде (реакция восстановления). То есть если вы хотите сделать позолоченное кольцо своими руками – подключите к нему минусовой вывод блока питания и поместите в ёмкость с соответствующим раствором.
Реакции окисления и восстановления
Реакция окисления является электрохимической реакцией, которая производит электроны. Электрохимическая реакция, которая происходит на отрицательном элементе цинкового электрода никель-цинковой батареи во время разряда:
Zn + 4OH- → Zn (OH) 2-4 + 2e-
реакция окисления. Окисление — это потеря электронов.
Реакция восстановления — это электрохимическая реакция, которая потребляет электроны. Электрохимическая реакция, происходящая на положительной стороне литий-ионного аккумулятора во время разряда:
Li1 — xCoO2 + XLI++ Xe- → LiCoO2
является реакцией восстановления. Сокращение — это выигрыш электронов.
Теория
Цель работы
Ознакомиться с основными фотометрическими величинами; ознакомиться с принципом работы фотометра; проверить выполнение закона Ламберта для источника света
Полупроводниковые диоды и стабилитроны
Выпрямительные диоды и стабилитроны представляют собой полупроводниковые приборы с одним электронно-дырочным переходом (p–n-переходом).
Одним из свойств p–n-перехода является способность изменять свое сопротивление в зависимости от полярности напряжения внешнего источника. Причем разница сопротивлений при прямом и обратном направлениях тока через p–n-переход может быть настолько велика, что в ряде случаев, например для силовых диодов, можно считать, что ток протекает через диод только в одном направлении – прямом, а в обратном направлении ток настолько мал, что им можно пренебречь. Прямое направление – это когда электрическое поле внешнего источника направлено навстречу электрическому полю p–n- перехода, а обратное – когда направления этих электрических полей совпадают. Полупроводниковые диоды, использующие вентильное свойство p–n-перехода, называются выпрямительными диодами и широко используются в различных устройствах для выпрямления переменного тока.
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) идеализированного p–n-перехода описывается известным уравнением
где \(I_0\) – обратный ток p–n-перехода; \(q\) – заряд электрона \(q=1,6\cdot 10^{-19}\ Кл\); \(k\) – постоянная Больцмана \(k = 1,38⋅10^{-23} Дж\cdot град\); \(T\) – температура в градусах Кельвина.
Графическое изображение этой зависимости представлено на рис. 1.1.
Вольт-амперная характеристика имеет явно выраженную нелинейность, что предопределяет зависимость сопротивления диода от положения рабочей точки.
Различают сопротивление статическое \(R_{ст}\) и динамическое \(R_{дин}\). Статическое сопротивление \(R_{ст}\), например в точке А (рис. 1.1), определяется как отношение напряжения \(U_A\) и тока \(I_A\), соответствующих этой точке: \(R_{ст} = \frac{U_A}{I_A} = tg{\alpha}\)
Динамическое сопротивление определяется как отношение приращений напряжения и тока (рис. 1.1): \(R_{дин} = \frac{\Delta U}{\Delta I}\);
Рис. 1.1
При малых значениях отклонений \(∆U\) и \(ΔI\) можно пренебречь нелинейностью участка АВ характеристики и считать его гипотенузой прямоугольного треугольника АВС, тогда \(R_{дин} = tgβ\).
Если продолжить линейный участок прямой ветви вольт-амперной характеристики до пересечения с осью абсцисс, то получим точку \(U_0\) – напряжение отсечки, которое отделяет начальный пологий участок характеристики, где динамическое сопротивление \(R_{дин}\) сравнительно велико от круто изменяющегося участка, где \(R_{дин}\) мало.
При протекании через диод прямого тока полупроводниковая структура нагревается, и если температура превысит при этом предельно допустимое значение, то произойдет разрушение кристаллической решетки полупроводника и диод выйдет из строя. Поэтому величина прямого тока диода ограничивается предельно допустимым значением \(I_{пр.max}\) при заданных условиях охлаждения.
Если увеличивать напряжение, приложенное в обратном направлении к диоду, то сначала обратный ток будет изменяться незначительно, а затем при определенной величине \(U_{проб}\) начнется его быстрое увеличение (рис. 1.2), что говорит о наступлении пробоя p–n-перехода. Существуют несколько видов пробоя p–n-перехода в зависимости от концентрации примесей в полупроводнике, от ширины p–n-перехода и температуры:
- обратимый (электрический пробой);
- необратимые (тепловой и поверхностный пробои).
Необратимый пробой для полупроводникового прибора является нерабочим и недопустимым режимом.
Рис. 1.2
Поэтому в паспортных данных диода всегда указывается предельно допустимое обратное напряжение \(U_{проб}\) (напряжение лавинообразования), соответствующее началу пробоя p–n-перехода. Обратное номинальное значение напряжения составляет обычно \(0,5\ U_{проб}\) и определяет класс прибора по напряжению. Так, класс 1 соответствует 100 В обратного напряжения, класс 2 – 200 В и т. д.
В некоторых случаях этот режим пробоя используют для получения круто нарастающего участка ВАХ, когда малому приращению напряжения \(∆U\) соответствует большое изменение тока \(ΔI\) (рис. 1.2). Диоды, работающие в таком режиме, называются стабилитронами, т. к. в рабочем диапазоне при изменении обратного тока от \(i_{обр. min}\) до \(i_{обр. max}\) напряжение на диоде остается почти неизменным, стабильным. Поэтому для стабилитронов рабочим является участок пробоя на обратной ветви ВАХ, а напряжение пробоя (напряжение стабилизации) является одним из основных параметров.
Основные свойства катодов
Любой электровакуумный прибор имеет электрод, предназначенный для испускания (эмиссии) электронов. Этот электрод называется катодом. Электрод, предназначенный для приема эмиттированных катодом электронов, называется анодом. На анод подают более высокий и положительный относительно катода потенциал. Катод должен отдавать с единицы поверхности большой ток эмиссии при возможно низкой температуре нагрева и обладать большим сроком службы. Нагрев катода в электровакуумном приборе производится протекающим по нему током.
Будет интересно Что такое шаговое напряжение и чем оно опасно
Такие термоэлектронные катоды разделяются на две основные группы:
- катоды прямого накала,
- катоды косвенного накала (подогревные).
Катоды прямого накала представляют собой металлическую нить, которая непосредственно разогревается током накала и служит для излучения электронов.Поверхность излучения катодов прямого накала невелика, поэтому от них нельзя получить большой ток эмиссии. Малая теплоемкость нити не позволяет использовать для нагрева переменный ток. Кроме того, при нагреве переменным током температура катода не постоянна во времени, а следовательно, меняется во времени и ток эмиссии.
Положительным свойством катода прямого накала является его экономичность, которая достигается благодаря малому количеству тепла, излучаемого в окружающую среду вследствие малой поверхности катода. Катоды прямого накала изготовляются из вольфрамовой и никелевой проволоки. Однако большая работа выхода (W = 4,2÷4,5 в) определяет высокую рабочую температуру катода, вследствие чего катод становится неэкономичным. Для повышения экономичности катода вольфрамовую или никелевую проволоку (керн) «активируют» — покрывают пленкой другого элемента. Такие катоды называются активированными.
Если на поверхность керна нанесена электроположительная пленка (пленка из цезия, тория или бария, имеющих меньшую работу выхода, чем материал керна), то происходит поляризация пленки: валентные электроны переходят в керн, и между положительно заряженной пленкой и керном возникает разность потенциалов, ускоряющая движение электрона при выходе его из керна.
Работа выхода катода с такой мономолекулярной электроположительной пленкой оказывается меньше работы выхода электрона как из основного металла, так и из металла пленки. При покрытии керна электроотрицательной пленкой, например кислородом, работа выхода катода увеличивается. Подогревные катоды выполняются в виде никелевых гильз, поверхность которых покрывается активным слоем металла, имеющим малую работу выхода. Внутри катода помещается подогреватель— вольфрамовая нить или спираль, подогрев которой может осуществляться как постоянным, так и переменным
Как работает гальванизация.
током.
Для изоляции подогревателя от гильзы внутренность последней покрывается алундом (Аl2O3). Подогревные катоды, благодаря их большой тепловой инерции, обычно питают переменным током, значительная поверхность гильзы обеспечивает большой эмиссионный ток. Подогревные катоды, однако, менее экономичны и разогреваются значительно дольше, чем катоды прямого накала.
Лабораторная работа №4.
1. Электролиз водного раствора иодида калия.
2KJ+2H2O электролиз J2+2H2+2KOH
Процесс на аноде.
А(+): 2J—2e-→J2
Процесс на катоде.
К(-): 2H2O+2e-→H2+2OH-
В результате электролиза наблюдаем:
При добавлении фенолфталеина в околокатодное пространство раствор становится малинового цвета, так как при восстановлении молекул воды образуются ионы ОН-, которые создают щелочную среду.
При добавлении раствора крахмала в околоанодное простанство наблюдаем появление синего окрашивания, которое является качественной реакцией на молекулярный йод, который образуется при окислении ионов J-.
2. Электролиз водного раствора сульфата натрия.
- Na2SO4+2H2O электролиз Na2SO4+2H2+O2↑
- 2H2O электролиз 2H2+O2↑
Процесс на аноде.
А(+): H2O-4e-→O2+4H+
Процесс на катоде.
К(-): 2H2O+2e-→H2+2OH-
При добавлении раствора универсального индикатора в околокатодное пространство наблюдаем синее окрашивание, так как при восстановлении молекул воды образуются ОН- ионы, которые дают щелочную среду.
При добавлении раствора универсального индикатора в околоанодное пространство наблюдаем красное окрашивание, так как при окислении молекул воды образуются H+ ионы, кторые дают кислую среду.
Сульфат натрия не принимает участия в электролизе. Протекает только электролиз воды.
3. Электролиз водного раствора сульфата меди (II).
2CuSO4+2H2Oэлектролиз 2Cu+O2+2H2SO4
Процесс на аноде.
А(+): H2O-4e-→O2+4H+
Процесс на катоде.
К(-): Cu2++2е-→Сu0
При электролизе раствора сульфата меди (II) на катоде наблюдаем выделение осадка красной меди.
В околоанодном пространстве выделяются пузырьки кислорода.
Вывод по проведенной работе:
Электролиз -окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании постоянного тока через систему, включающую электролит.
Электролиз растворов осложняется участием в электродных процессах ионов Н⁺ и ОН⁻. Кроме того, молекулы воды сами могут подвергаться электродному окислению или восстановлению.
Катодные процессы в водных растворах при электролизе зависят от природы катиона.
Процессы, происходящие на катоде зависят от окислительной способности катиона металла:
- Li, K, Ca, Na, Mg, Al Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb H Cu, Hg, Ag, Pt, Au
- Меn⁺не восстанавливается (остаётся в растворе)
- 2 Н₂О+ 2ē = Н₂↑+2 ОН⁻ Меn⁺ + nē = Me°
- 2 H₂O + 2ē = H₂↑ + 2 OH⁻ Men⁺ + nē = Me°
Анодные процессы в водных растворах зависят от материала анода и природы аниона.
Процессы, происходящие на аноде
Безкислородные кислотные остатки
Кислородсодержащие кислотные остатки
- J⁻, Br⁻, S²⁻, Cl⁻ Окисление Аm⁻ (кроме F⁻)
- Аm⁻ – m ē = A° OH⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, F⁻
В щелочной среде:
- 4 ОН⁻ – 4 ē = О₂↑ + 2 Н₂О
- в кислой и нейтральной среде: 2 Н₂О – 4 ē = О₂↑ + 4 Н⁺
(Влияние материала анода не рассматриваем, так как в лабораторной работе влияние материала анода на протекание электролиза не рассматривается).
8. Приведите формулировку законов Фарадея? Каковы их математические выражения? Что называют числом Фарадея? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на инертных электродах при электролизе растворов CdCl2 и CdSO4.
Ответ:
Течение первичных анодных и катодных реакций во время протекания электролиза подчиняется законам Фарадея.
Первый закон Фарадея: масса вещества m, выделяемая на электроде электрическим током, пропорциональная количеству электричества Q, прошедшему через электролит:
- m = kQ, но Q =It (1)
- где I – сила тока, А; t – время пропускание тока, с.
- m = kIt (2)
k – коэффициент пропорциональности, равный количеству вещества, выделяемого при прохождении одного кулона (Кл) электричества (электрохимический эквивалент).
Второй закон Фарадея: массы различных веществ, выделенных одним и тем же количеством электричества, пропорциональных их химическим эквивалентам (Мэ):
Для выделения 1 грамма эквивалента вещества требуется пропустить через электролит одно и тоже количество электричества, равное приблизительно 96500 Кл (число Фарадея). Следовательно:
Подставив последнее уравнение в (2), получим формулу, объединяющую оба закона Фарадея.
(3)
Соотношение (3) используют в расчетах процессов при электролизе.
Электролиз водного раствора хлорида кадмия (II):
- CdCl2Cd2++2Cl-
- K(-):Cd2+, H2O А(+): Cl-, H2O
- Cd2++2e-→Cd 2Cl—2e-→Cl2
Суммарное уравнение электролиза:
CdCl2→Сd+Cl2
Электролиз водного раствора сульфата кадмия (II):
- CdSO4→ Cd2++SO42-
- K(-):Cd2+, H2O А(+):SO42-, H2O
- Cd2++2e-→Cd 2H2O-4e-→O2+4H+
Суммарное уравнение электролиза:
2CdSO4+2 H2O→2Cd+O2+2H2SO4
Определение анода и катода
Для начала возьмем очень серьезный документ, который является ЗАКОНОМ для науки, техники и, конечно, школы. Это «ГОСТ 15596-82. ИСТОЧНИКИ ТОКА ХИМИЧЕСКИЕ. Термины и определения». Там на странице 3 можно прочесть следующее: «Отрицательный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является анодом». То же самое, «Положительный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является катодом». (Термины выделены мной. БХ). Но тексты правила и ГОСТа противоречат друг-другу. В чем же дело?
А всё дело в том, что, например, деталь, опущенная в электролит для никелирования или для электрохимического полирования, может быть и анодом и катодом в зависимости от того наносится на нее другой слой металла или, наоборот, снимается. Электрический аккумулятор является классическим примером возобновляемого химического источника электрического тока. Он может быть в двух режимах – зарядки и разрядки. Направление электрического тока в этих разных случаях будет в самом аккумуляторе прямо противоположным, хотя полярность электродов не меняется.
В зависимости от этого назначение электродов будет разным. При зарядке положительный электрод будет принимать электрический ток, а отрицательный отпускать. При разрядке – наоборот. При отсутствии движения электрического тока разговоры об аноде и катоде бессмысленны.
«Поэтому, во избежание неясности и неопределенности, а также ради большей точности, – записал в своих исследованиях М.Фарадей в январе 1834г., – я в дальнейшем предполагаю применять термины, определение которых сейчас дам».
Каковы же причины введения новых терминов в науку Фарадеем? А вот они: «Поверхности, у которых, согласно обычной терминологии, электрический ток входит в вещество и из него выходит, являются весьма важными местами действия и их необходимо отличать от полюсов». В те времена после открытия Т. Зеебеком явления термоэлектричества имела хождение гипотеза о том, что магнетизм Земли обусловлен разностью температур полюсов и экватора, вследствие чего возникают токи вдоль экватора. Она не подтвердилась, но послужила Фарадею в качестве «естественного указателя» при создании новых терминов. Магнетизм Земли имеет такую полярность, как если бы электрический ток шел вдоль экватора по направлению кажущегося движения солнца.
Обозначение анода и катода
Фарадей записывает: «На основании этого представления мы предлагаем назвать ту поверхность, которая направлена на восток – анодом, а ту, которая направлена на запад – катодом». В основе новых терминов лежал древнегреческий язык и в переводе они значили: анод – путь (солнца) вверх, катод – путь (солнца) вниз.
В русском языке есть прекрасные термины ВОСХОД и ЗАХОД, которые легко применить для данного случая, но почему-то переводчики Фарадея этого не сделали. Мы же рекомендуем пользоваться ими, ибо в них корнем слова является ХОД и, во всяком случае, это напомнит пользователю термина, что без движения тока термин не применим. Для желающего проверить рассуждения создателя термина с помощью других правил, например правила пробочника, сообщаем, что северный магнитный полюс Земли лежит в Антарктиде, возле Южного географического полюса.
Ошибкам в применениях терминов АНОД и КАТОД нет числа. В том числе и в зарубежных справочниках и энциклопедиях. Поэтому в электрохимии пользуются другими определениями, более понятными читателю. У них анод – это электрод, где протекают окислительные процессы, а катод – это электрод, где протекают восстановительные процессы. В этой терминологии нет места электронным приборам, но при электротехнической терминологии указать анод радиолампы, например, легко. В него входит электрический ток. (Не путать с направлением электронов).
Как работает батарейка.
Структура компонентов твердооксидного топливного элемента
Планарная конструкция
Существуют основные категории планарных ячеек, которые являются самоподдерживающимися и поддерживаемыми извне. Самоподдерживающаяся структура — это когда один из компонентов выступает в качестве опоры ячейки (самый толстый слой). Конструкция самонесущего планарного элемента может быть:
- анодной,
- катодной,
- электролитной.
Внешняя поддерживаемая структура — это когда единичная ячейка выполнена в виде тонких слоёв на пористой подложке межкомпонентного соединения.
Самонесущая конструкция
Структура на основе электролита: требуется толстый электролит, толщина которого составляет около 150 мкм. При этом оба материала электрода обладают одинаковой толщиной размерностью около 50 мкм. Структура с катодной поддержкой: требуется материал катода по размеру толщины около 2000 мкм, тонкий электролит с размером толщины около 20 мкм и материал анода с размером толщины около 50 мкм.
Структура на основе анода: требуется материал анода, размерность по толщине которого составляет от 500-1000 мкм. Вместе с тем необходим относительно тонкий по размерам электролит, толщиной не более 10 мкм. Толщина материала катода составляет около 50 мкм.
Внешняя поддерживающая структура
Для внешней поддерживающей структуры электроды обычно имеют размер 50 мкм, а толщина материала электролита ТОТЭ может составлять 5-15 мкм. Эта структура снижает массообменное сопротивление при использовании дорогих керамических материалов.
Несмотря на очевидные преимущества, трудности в данном варианте заключаются в том, чтобы найти смесь материалов и способ изготовления, при котором предотвращается коррозия и деформация металла. Также следует учитывать межфазные реакции на протяжении всего процесса изготовления и эксплуатации.
Структура анода
Обычно используемый материал анода представляет собой металлокерамический оксид циркония, стабилизированный иттрием, и никель. Никель используется главным образом из-за его высокой электронной проводимости, низкой реакционной способности с другими компонентами, низкой стоимости и высокой стабильности в химических реакциях.
Цирконий используется по причине высокой стабильности этого металла в восстановительных и окислительных средах (катод и анод ТОТЭ). Также известно, что цирконий поддерживает проводимость при высоких температурах и обладает хорошей химической и механической стабильностью.
Температура и пористость
Одним из недостатков использования ТОТЭ является отсутствие необходимой оптимальной пористости. Пористость важна, потому что увеличивает транспортировку газа через подложку, сохраняя высокое электрохимическое движение для окисления топлива на границе раздела анодов.
Чтобы сделать материал анода пористым, применяют технологию образования пор. Одним из веществ, выступающих в качестве сырья таких технологий, успешно выступает технический углерод. Эффект добавления углерода в структуру анода хорошо изучен, как изучена и связь между степенью пористости и рабочей температурой всей конструкции.
Заключение
Новая, пока что не сильно популярная технология — твердооксидный топливный элемент, активно изучается и тестируется в разных вариантах. Для изготовления ТОТЭ инженеры пробуют использовать разнообразные материалы, преследуя цель создания оптимальной конструкции. Есть преимущества и есть недостатки каждой отдельно взятой системы. Однако сама идея видится вполне интересной и перспективной, чтобы позволить затрачивать время на внедрение этой идеи.
При помощи информации: AUI
Виды напряжения
Соответственно состояниям различают два типа напряжения: прямое и обратное. Главный определяющий параметр – сопротивление границы областей электродов.
Вольт-амперная характеристика (ВАХ)
Один из ответов на вопрос о том, что такое диод, – зависимость проходящего через границу p-n тока от полярности подаваемого напряжения и его величины.
Ее показывают на графике:
- вертикальная ось – прямой и обратный ток (верхняя и нижняя часть) в Амперах;
- горизонтальная – обратное и прямое напряжение (левая и правая сторона).
Образуется кривая, показывающая значения пропускного и обратного тока.
Виды диодов
Светодиодные элементы делятся на 2 объёмных вида: полупроводниковые и неполупроводниковые. Устройство первого подразумевает небольшую ёмкость с выкачанным воздухом и двумя электродами внутри:
- Плюсовым, обладающим электропроводностью P.
- Минусовым, обладающим электропроводностью N.
Анод и катод в светодиодеИсточник multiurok.ru
Неполупроводниковые диоды делятся в свою очередь ещё на 2 группы:
- Вакуумные (кенотроны), построенные по принципу лампы, имеющей 2 электрода, где один из них представлен как нить накаливания. В приоткрытом положении движение электронов осуществляется в сторону от полюса к минусу. В закрытом положении траектория перемещения изменяется в противоположную сторону или приостанавливается.
- Наполненные газом (стабилитроны с тлеющим либо коронным зарядом игнитронов и газотронов). Из объёмного списка элементов наибольшая популярность присуща газотронам с дуговым зарядом (стабилитронам). Внутрь них закачивается инертный газ, помещаются оксидные термокатоды. Ключевой особенностью таких светодиодов является возможность к выдаче высокого напряжения на выходе и способность функционировать с напряжением, значение которого может достигать нескольких десятков ампер.
Поток заряда
Термины анод и катод определяются не полярностью напряжения электродов, а направлением тока через электрод. Анод — это электрод, через который обычный ток (положительный заряд) течет в устройство из внешней цепи, а катод — это электрод, через который обычный ток течет из устройства. Если ток через электроды меняет направление, как это происходит, например, в перезаряжаемой батарее, когда она заряжается, электроды называются анодом и катодом.
Обычный ток зависит не только от направления движения носителей заряда , но и от их электрического заряда . Токи вне устройства обычно переносятся электронами в металлическом проводнике. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, направление потока электронов противоположно направлению обычного тока. Следовательно, электроны покидают устройство через анод и попадают в устройство через катод.
Определение анода и катода отличается для электрических устройств, таких как диоды и вакуумные лампы, где обозначение электродов фиксировано и не зависит от фактического потока заряда (тока). Эти устройства обычно пропускают значительный ток в одном направлении, но незначительный ток в другом направлении. Поэтому названия электродов основаны на направлении этого «прямого» тока. В диоде анод — это вывод, через который входит ток, а катод — это вывод, через который ток выходит, когда диод смещен в прямом направлении . Названия электродов не меняются в случаях, когда через устройство протекает обратный ток. Точно так же в вакуумной трубке только один электрод может излучать электроны в вакуумированную трубку из-за нагрева нитью накала, поэтому электроны могут попасть в устройство только из внешней цепи через нагретый электрод. Поэтому этот электрод постоянно называют катодом, а электрод, через который электроны выходят из трубки, называют анодом.
