Что такое определение «катод»?

9

Согласно определению Википедии , катод - это «электрод, через который электрический ток вытекает из поляризованного электрического устройства». Однако направление протекания тока является чисто произвольным условием и фактически является противоположным направлением, по которому электроны текут в металлическом проводнике. Следовательно, это определение, кажется, немного не хватает.

Если определение относится к носителям тока, то это определение можно перефразировать как «катод - это электрод, через который вытекают заряженные носители тока» (или «в»?).

Как бы вы определили этот термин четко и недвусмысленно? Действительно ли общепринятое использование термина «катод» действительно меняется, когда текущий носитель положительный, как предлагается в статье?


Изменить : что на самом деле меня смущает фраза "Полярность катода не всегда отрицательна" . Если электроны всегда втекают в катод (посредством определения катода ), это утверждение подразумевает, что катод может находиться под положительным напряжением относительно анода. Может ли это произойти в «простом» проводнике, таком как электролит, или для этого требуется специальная схема?

Роман Старков
источник
1
электроны имеют отрицательный заряд, поток электронов представляет собой поток положительного тока в противоположном направлении. Это тема, которую люди часто поднимают как «проблему», а не одну, а просто второстепенную проблему, с которой люди сталкиваются.
Кортук
Внесите изменения: подумайте о разнице между источником электрической энергии и раковиной. (Положительный) резистор всегда является источником энергии; электрический ток всегда входит в положительную клемму и покидает отрицательную клемму. Теперь рассмотрим конденсатор. Если энергия течет к конденсатору, т.е. конденсатор заряжается, ток входит в положительную клемму. Тем не менее, когда конденсатор разряжается, ток выходит из положительного контакта, энергия теперь вытекает из конденсатора.
Альфред Центавра

Ответы:

5

Вики это правильно, катод является терминалом компонента, из которого вытекает заряд. Зарядовый поток (ток) является «стандартным» определением (т. Е. Франклину от положительного до отрицательного, противоположного потоку электронов).

Катод компонента может меняться в зависимости от его состояния - например, когда аккумулятор разряжается, катод является его положительным выводом, а при зарядке - отрицательным выводом (поскольку заряд теперь течет на положительный вывод, а не наружу, и из отрицательного, поэтому они поменялись местами)

Оли Глейзер
источник
«Вики это правильно». Не обязательно. Помните наш фотодиод? :-). Или стабилитрон.
Stevenvh
1
@stevenvh - О нет, опять не фотодиод! Определения анода и катода были сделаны до изобретения / открытия стабилитрона (кто слышал о термоэлектронном стабилитроне? :), так что определения со временем стали несколько бесполезными. Ток наиболее определенно течет в катод стабилитрона, как вы говорите (обычно!).
MikeJ-UK
1
Давайте определим катод, где находится цветная полоса на устройстве; o)
Джиппи
@jippie - за исключением южного полушария, тогда я согласен :-)
stevenvh
@ Steven - да, очень хороший вопрос, это должно было быть функциональное описание для них, а не структурное. Я согласен со ссылкой Альфреда, что ссылки на «сторону легированного Р» и «сторону легированного Н» будут более понятными.
Оли Глейзер
7

Электрический ток - это абстрактный ток, поток электрического заряда , а не физический ток, такой как, скажем, электронный ток, поток электронов .

Но электрический заряд - это свойство вещей, а не вещи , т. Е. Электрический заряд всегда «переносится» вещью .

Таким образом, в то время как электронный ток обязательно является электрическим током (из-за отрицательного электрического заряда, переносимого электроном), электрический ток не обязательно является электронным током.

Например, в солевом растворе у нас есть два вида электрически заряженных ионов: положительно заряженный ион натрия и отрицательно заряженный ион хлорина. Представьте, что ионы натрия движутся вправо, а ионы хлора движутся влево.

Очевидно, у нас есть два ионных тока в противоположных направлениях, но есть только один электрический ток, и он должен иметь направление. Направление электрического тока является условием направления потока положительного заряда.

Таким образом, в этом случае оба ионных тока вносят вклад в электрический ток справа. Первый член связан с положительными ионами справа. Второй член связан с отрицательными ионами слева, где отрицательный знак численно «переворачивает» вклад в электрический ток.

Подумайте об этом так, если бы я сказал вам, что я ехал на скорости -60 миль в час на запад, вы бы знали, что я на самом деле шел на скорости 60 миль в час на восток . Точно так же отрицательный ток заряда влево - это электрический ток вправо.

Итак, вышесказанное - это просто сказать, что в определении нет недостатка.

Альфред Центавра
источник
2

Конечно, когда вы переключаетесь между разговором об электронах и разговором об электрическом токе, направление меняется.

Вы можете определить катод как «терминал, куда электроны поступают в устройство», но, поскольку мы привыкли в повседневной жизни электроники говорить о токе, протекающем от + к -, эквивалентное определение в терминах тока - это состояние вашей вики-ссылки: «терминал, через который течет ток из устройства».

ИМО оба определения абсолютно однозначны. Их полезность зависит от контекста.

Воутер ван Оойен
источник
Стабилитрон, фотодиод, ...
stevenvh
@stevenvh, это говорит об этой проблеме: av8n.com/physics/anode-cathode.htm#i-zener . Термины «анод» и «катод» правильно применяются к функции, а не к структуре.
Альфред Центавра
@ Альфред - Не уверен, что я согласен здесь. Этот светодиод также можно использовать в качестве фотодиода, поэтому мы не должны говорить об аноде / катоде для светодиодов, чтобы избежать путаницы? И все же спасибо за ссылку.
Stevenvh
2
@stevenvh, пожалуйста. Это всегда о контексте. Например, «анод» и «катод» при обращении к диодам находится в контексте структуры . Данное определение находится в контексте функции . Путаница возникает, когда контекст не ясен или забыт.
Альфред Центавра
1

Я думаю, что определения «анод» и «катод» со временем стали довольно рыхлыми. Как уже упоминалось, в случае фотодиодов и стабилитронов ток может течь в катод.

В те дни, когда единственным видом диодов была термоэлектронная разновидность, различие между клеммами было четким. Электроны «испаряются» с катода и притягиваются к аноду, поэтому обычный ток должен протекать в анод и из катода.

Когда появился полупроводниковый диод, термины «анод» и «катод» были сохранены, но я думаю, что они являются неправильными в оригинальном смысле. Но редко (если вообще) возникает путаница, поэтому я полагаю, что это спорный вопрос.

MikeJ-UK
источник
1

Я хотел бы суммировать вопросы, поднятые всеми в моем собственном ответе, потому что я должен был взять их из нескольких ответов (все из которых я проголосовал). Спасибо всем; этот ответ возможен только потому, что вы, ребята, объяснили мне это :)

Катодом является электрод , что ток течет из в определенный момент времени . Это относится к произвольному направлению тока, которое является повсеместным соглашением в современной электронике. Если ток вытекает из электрода в соответствии с этим соглашением, электрод действует как катод . Если ток, протекающий через терминал, меняет направление, терминал переходит с катода на анод.

Там, где ток переносится электронами, они попадают в катод. В электролитах отрицательно заряженные ионы движутся к катоду, а положительно заряженные ионы уходят от него (хотя они физически не текут в катод или из него, во всяком случае, не очень глубоко в него).

Некоторые электронные компоненты имеют один из своих выводов, обозначенный как положительный вывод, а другой как отрицательный вывод. Это не значит, что одним из них всегда является катод. Это полностью зависит от того, протекает ли ток в данный момент или от конкретного терминала. Таким образом, в поляризованном конденсаторе, который заряжается, ток течет в положительную клемму, таким образом, отрицательная клемма является катодом. В то время как тот же самый конденсатор разряжается, ток течет из положительной клеммы, таким образом, положительная клемма становится катодом.

Разность потенциалов между катодом и анодом может быть как положительной, так и отрицательной, и не определяет, какой вывод действует как катод.

оборота ромкинс
источник