Содержание

что это такое, плюс или минус, определяем полярность

Часто возникает проблема определения, какой из электродов является катодом, а какой — анодом. Для начала нужно разобраться с терминами.

Понятие катода и анода — простое объяснение

В сложных веществах электроны между атомами в соединениях распределены неодинаково. В результате взаимодействия частицы перемещаются от атома одного вещества к атому другого. Реакция именуется окислительно-восстановительной. Потеря электронов называется окислением, элемент, отдающий электроны — восстановителем.

Присоединение электронов носит название восстановление, принимающий элемент в этом процессе — окислитель. Переход электронов от восстановителя к окислителю может протекать по внешней цепи, и тогда его можно использовать в качестве источника электрической энергии. Устройства, в которых энергия химической реакции превращается в электрическую энергию, называются гальваническими элементами.

Простейший классический пример гальванического элемента — две пластины, изготовленные из различного металла и погруженные в раствор электролита. В такой системе окисление происходит на одном металле, а восстановление — на другом.

ВАЖНО! Электрод, на котором протекает окисление, называется анодом. Электрод, на котором протекает восстановление — катодом.

Из школьных учебников химии известен пример медно-цинкового гальванического элемента, работающего за счет энергии реакции между цинком и сульфатом меди. В устройстве Якоби — Даниэля пластина из меди помещена в раствор сульфата меди (медный электрод), цинковая пластина погружена в раствор сульфата цинка (цинковый электрод). Цинковый электрод отдает катионы в раствор, создавая в нем избыточный положительный заряд, а у медного электрода раствор обедняется катионами, здесь раствор заряжен отрицательно.

Замыкание внешней цепи заставляет электроны перетекать от цинкового электрода к медному. Равновесные отношения на границах фаз прерываются. Идёт окислительно-восстановительная реакция.

Энергия самопроизвольно протекающей химической реакции превращается в электрическую.

Если химическую реакцию провоцирует внешняя энергия электрического тока, идёт процесс, называемый электролизом. Процессы, протекающие при электролизе, обратны процессам, протекающим при работе гальванического элемента.

ВНИМАНИЕ! Электрод, на котором происходит восстановление, также называется катодом, но при электролизе он заряжен отрицательно, а анод — положительно.

Применение в электрохимии

Аноды и катоды принимают участие во многих химических реакциях:

  • Электролиз;
  • Электроэкстракция;
  • Гальваностегия;
  • Гальванопластика.

Электролизом расплавленных соединений и водных растворов получают металлы, производят очистку металлов от примесей и извлечение ценных компонентов (электролитическое рафинирование). Из металла, подлежащего очистке, отливают пластины. Они помещаются в качестве анодов в электролизер. Под воздействием электрического тока металл подвергается растворению. Его катионы переходят в раствор и разряжаются на катоде, образуя осадок чистого металла. Примеси, содержащиеся в первоначальной неочищенной металлической пластине, либо остаются нерастворимыми в виде анодного шлама, либо переходят в электролите, откуда удаляются. Электролитическому рафинированию подвергают медь, никель, свинец, золото, серебро, олово.

Электроэкстракция — процесс выделения металла из раствора в ходе электролиза. Для того чтобы металл перешёл в раствор, его обрабатывают специальными реагентами. В ходе процесса на катоде происходит выделение металла, характеризующегося высокой чистотой. Так получают цинк, медь, кадмий.

Чтобы избежать коррозии, придать прочность, украсить изделие поверхность одного металла покрывают слоем другого. Этот процесс называется гальваностегией.

Гальванопластика — процесс получения металлических копий с объёмных предметов электроосаждением металла.

Применение в вакуумных электронных приборах

Принцип действия катода и анода в вакуумном приборе может продемонстрировать электронная лампа. Она выглядит как герметически запаянный сосуд с металлическими деталями внутри. Прибор используется для выпрямления, генерирования и преобразования электрических сигналов. По числу электродов выделяют:

  • диоды;
  • триоды;
  • тетроды;
  • пентоды и т.д.

Диод — вакуумный прибор с двумя электродами, катодом и анодом. Катод подключен к отрицательному полюсу источника питания, анод — к положительному. Предназначение катода — испускать электроны под действием нагрева электрическим током до определенной температуры. Посредством испущенных электронов создается пространственный заряд между катодом и анодом. Самые быстрые электроны устремляются к аноду, преодолевая отрицательный потенциальный барьер объемного заряда. Анод принимает эти частицы. Создается анодный ток во внешней цепи. Электронным потоком управляют с помощью дополнительных электродов, подавая на них электрический потенциал. Посредством диодов переменный ток преобразуется в постоянный.

Применение в электронике

Сегодня используется полупроводниковые типы диодов.

В электронике широко используется свойство диодов пропускать ток в прямом направлении и не пропускать в обратном.

Работа светодиода основана на свойстве кристаллов полупроводников светиться при пропускании через p-n переход тока в прямом направлении.

Гальванические источники постоянного тока — аккумуляторы

Химические источники электрического тока, в которых протекают обратимые реакции, называются аккумуляторами: их перезаряжают и используют многократно.

При работе свинцового аккумулятора происходит окислительно-восстановительная реакция. Металлический свинец окисляется, отдает свои электроны, восстанавливая диоксид свинца, принимающего электроны. Металлический свинец в аккумуляторе — анод, он заряжен отрицательно. Диоксид свинца — катод и заряжен положительно.

По мере разряда аккумулятора расходуются вещества катода и анода и их электролита, серной кислоты. Чтобы зарядить аккумулятор, его подключают к источнику тока (плюсом к плюсу, минусом к минусу). Направление тока теперь обратное тому, какое было при разряде аккумулятора. Электрохимические процессы на электродах «обращаются». Теперь свинцовый электрод становится катодом, на нем проходит процесс восстановления, а диоксид свинца — анодом, с протекающей процедурой окисления. В аккумуляторе вновь создаются вещества, необходимые для его работы.

Почему существует путаница?

Проблема возникает из-за того, что определенный знак заряда не может быть прочно закреплен за анодом или катодом. Часто катодом является положительно заряженный электрод, а анодом — отрицательный. Часто, но не всегда. Все зависит от процесса, протекающего на электроде.

ВНИМАНИЕ! Деталь, которую поместили в электролит, может быть и анодом и катодом. Все зависит от цели процесса: нужно нанести на нее другой слой металла или снять его.

Как определить анод и катод

В электрохимии анод — это электрод, на котором идут процессы окисления, катод — это электрод, где происходит восстановление.

У диода отводы называются анод и катод. Ток будет идти через диод, если отвод анод подключить к «плюсу», отвод «катод» — к «минусу».

У нового светодиода с необрезанными контактами анод и катод определяются визуально по длине. Катод короче.

Если контакты обрезаны, поможет батарейка, приложенная к ним. Свет появится, когда полярности совпадут.

Знак анода и катода

В электрохимии речь правильнее вести не о знаках зарядов электродов, а о процессах, на них идущих. На катоде проходит реакция восстановления, на аноде — окисления.

В электротехнике для протекания тока катод подключают к отрицательному полюсу источника тока, анод — к положительному.

где плюс и минус на светодиоде (анод и катод)

Светодиоды довольно часто используют в электротехнике, например, в качестве индикаторов. Для того чтобы диод работал и излучал свет, необходимо его правильно включить в электрическую цепь. А для этого нужно определить полярность светодиода. Рассмотрим способы, которые помогут это сделать.

Использование технической документации. Обозначение светодиода на схеме.

При покупке крупной партии LED устройств стоит запросить у продавца техническую документацию. Это поможет точно узнать многие характеристики изделия, не исключая полярность. На небольшое количество светодиодов паспорт обычно не дают. Но по точному названию марки элемента найти в интернете технические характеристики не составит труда.

На электрической схеме светодиоды изображают двумя способами.

Треугольником обозначают анод, вертикальной чертой – катод. Две стрелочки символизируют свечение.

Визуальное определение.

Если техническая документация недоступна, то для начала элемент стоит внимательно рассмотреть. Часто это помогает понять, где плюс у светодиода. У наиболее распространенного типа LED устройств – цилиндрического диода размером не менее 3,5 мм – один контакт длиннее. Такое конструктивное решение придумано для индикации полярности. Длинный вывод  является положительным анодом.

Распознать плюс и минус можно, если удастся рассмотреть, что у светодиода внутри. Сквозь прозрачную оболочку заметно, что площадь анода (положительного контакта) меньше, чем у катода (отрицательного).

Если на корпусе светодиода имеется скос, то это признак катода. 

Чем выше типоразмер и мощность LED изделия, тем больше шансы определить полярность «на глаз».

Находим анод и катод у LED элементов мощностью свыше 1Вт.

Мощные светодиоды используются в электротехнике. Как быстро определить их полярность? Довольно просто. Достаточно внимательно рассмотреть диод. При изготовлении контакты элементов мощностью свыше 0,5 Вт маркируют. Анод помечается знаком «+».

Распознаем полярность у светодиода в корпусе SMD.

Если светодиод выполнен в корпусе SMD, то рассмотреть, что же у него внутри невозможно. Как правило, производители заботятся об электротехниках и делают определенные пометки. Полярность можно распознать по срезу на корпусе, теплоотводу или пиктограмме. Первые два способа больше подходят для больших типоразмеров.

На корпусе таких диодов можно найти конструктивный срез. Именно он указывает на отрицательный контакт (катод). С противоположной стороны, соответственно, будет расположен положительный анод.

Теплоотвод с обратной стороны корпуса также подсказывает полярность. Он смещен к аноду.

На небольшие SMD диоды (например, типоразмер 1206) в качестве подсказки наносят специальные пиктограммы.  Они имеют форму треугольника, буквы П или Т. Выступ обозначает катод.

Распознавание с помощью мультиметра.

Самый надежный способ распознания полярности − использование специальных приборов. При помощи обычного мультиметра можно обозначить контакты у диодов с высокой степенью точности. Попутно обнаружится исправность элемента и цвет свечения. Воспользоваться тестером можно 3-мя путями.

Во-первых, проверить LED устройство на режиме «проверка сопротивления – 2 кОм». При этом следует прикоснуться щупами мультиметра к контактам светодиода. Если красный положительный щуп тестера коснется анода диода, а черный отрицательный – катода, то экран покажет значение 1600-1800 Ом. В противоположном случае тестер выдаст единицу. Значит, щупы нужно поменять местами. Если и это не помогло, значит, элемент неисправен. Узнать цвет свечения таким методом не получится.

Во-вторых, можно установить мультиметр в режим «прозвонка, проверка диода». Если красный провод дотронется до анода, а черный – до катода, то элемент будет светиться. Экран покажет число от 500 до 1200 мВ.

В-третьих, многие тестеры позволяют проводить измерения вовсе без щупов. Мультиметр должен обладать специальным отделом для проверки PNP и NPN транзисторов. В них есть разъемы, обозначенные буквами «Е» и «С». При проверке элемента в PNP-зоне, если катод вставить в гнездо «С», а анод − в «Е», то светодиод начнет излучать свет. Следовательно, полярность определена верно. При работе в NPN-отсеке свечение появится при противоположном размещении контактов: катод в «Е», а анод в «С». Пожалуй, это самый скорый способ определения распиновки. Кстати, если у изучаемого светодиода нет длинных выводов, то можно в разъемы поместить иголки, и LED элемент аккуратно присоединять к ним.

Распознавание полярности источником питания.

Следующим наглядным методом для распознания катода и анода будет присоединение к источнику питания. Данный способ, как и предыдущий, позволяет узнать еще и исправность LED элемента.

Естественно, что для опыта необходим источник напряжения. Отлично подойдет блок питания с плавной регулировкой. Светодиод следует присоединить и постепенно увеличивать напряжение. Если при подаче 3-4 В элемент еще не светится, значит, с полярностью не угадали.

Если такого блока питания под рукой нет, то можно применить батарейку или аккумулятор от мобильного телефона. Поскольку напряжение на них может достигать 12 В, то напрямую светодиод присоединять нельзя. Для предупреждения поломки следует включить в цепь резистор. Выбрать подходящее по величине сопротивление вам поможет статья «Расчет резистора (сопротивления) для светодиода».

Резистор стоит подпаять к одному из контактов LED элемента. Полученной конструкцией коснуться выводов источника питания. Если полярность предположена верно, то диод начнет излучать свет. В ином случае, надо поменять контакты местами.

Если под рукой есть плоская севшая батарейка от часов или с материнской платы (тип CR2032), то можно обойтись без резистора. Напряжением таких источников питания не превышает 6 В, что безопасно для светодиода. Батарейку зажимают между выводами диода и по свечению или его отсутствию определяют полярность.

Итоги.

Описанные методы имеют свои сильные и слабые стороны. По технической документации и визуально невозможно проверить работоспособность светодиода. Проверка с помощью подачи напряжения требует особенной осторожности. А мощный светодиод не всегда удастся прозвонить мультиметром. Для успешной работы электротехнику стоит освоить все методы и применять их по необходимости.


 

Как определить полярность светодиода - 2 простых способа

Светодиод – полупроводниковый оптический прибор, пропускающий электрический ток в прямом направлении. При подключении инверсионно тока в цепи не будет, и, естественно, не произойдет свечения. Чтобы этого не случилось, нужно соблюдать полярность светодиода.

Светодиод на схеме обозначается треугольником в кружке с поперечной чертой – это катод, который имеет знак «-» (минус). С противоположной стороны находится анод, имеющий знак «+» (плюс).

Обозначение светодиода в схеме

В монтажных схемах должна присутствовать цоколевка (или распиновка) выводов для идентификации всех контактов соединения.

Как определить полярность диода, держа в руках крохотную лампочку? Ведь для правильного подключения нужно знать, где у него минус, а где плюс. Если распайка выводов будет попутана, схема не заработает.

Визуальный метод определения полярности

Первый способ определения – визуальный. У диода два вывода. Короткая ножка будет катодом, анод у светодиода всегда длиннее. Запомнить легко, так как присутствует начальная буква «к» и в том и другом слове.

Длина выводов светодиода

Когда оба вывода согнуты или прибор снят с другой платы, их длину бывает сложно определить. Тогда можно попробовать разглядеть в корпусе небольшой кристалл, который выполнен из прозрачного материала. Он располагается на небольшой подставке. Этот вывод соответствует катоду.

Также катод светодиода можно определить по небольшой засечке. В новых моделях светодиодных лент и ламп применяются полупроводники для поверхностного монтажа. Имеющийся ключ в виде скоса указывает на то, что это отрицательный электрод (катод).

Иногда на светодиодах стоит маркировка «+» и «-». Некоторые производители отмечают катод точкой, иногда линией зеленого цвета. Если нет никакой отметки или ее трудно разглядеть из-за того, что светодиод был снят с другой схемы, нужно произвести тестирование.

Тестирование с применением мультиметра или аккумулятора

Хорошо, если под рукой есть мультиметр. Тогда определение полярности светодиода произойдет за одну минуту. Выбрав режим омметра (измерение сопротивлений), нетрудно произвести следующее действие. Приложив щупы к ножкам светодиода, производится замер сопротивления. Красный провод должен подключаться к плюсу, а черный – к минусу.

При правильном включении прибор выдаст значение, примерно равное 1,7 кОм, и будет наблюдаться свечение. При обратном включении на дисплее мультиметра отобразится бесконечно большая величина. Если проверка показывает, что в обе стороны диод показывает малое сопротивление, то он пробит, и его следует утилизировать.

Определение полярности светодиода при помощи мультиметра

В некоторые приборах существует специальный режим. Он предназначен для проверки полярности диода. Прямое включение будет сигнализировать подсветкой диода. Этот метод подходит для красных и зеленых полупроводников.

Синие и белые светодиоды выдают индикацию только при напряжении более 3 вольт, поэтому нельзя достигнуть нужного результата. Для их тестирования можно использовать мультиметры типа DT830 или 831, в которых предусмотрен режим определения характеристик транзисторов.

Используя PNP-часть, один вывод светодиода вставляют в коллекторное гнездо, второй – в эмиттерное отверстие. В случае прямого подключения появится индикация, инверсионное включение не даст подобного эффекта.

Как определить полярность светодиода, если под рукой нет мультиметра? Можно прибегнуть к обычной батарейке или аккумулятору. Для этого понадобится еще любой резистор. Это нужно для защиты светодиода от пробоя и выхода из строя. Последовательно соединенный резистор, величина сопротивления которого должна быть примерно 600 Ом, позволит ограничить ток в цепи.

Проверка полярности при помощи источника питания

И еще несколько советов:

  • если известна полярность светодиода, впредь нельзя подавать на него обратное напряжение. В противном случае есть вероятность пробоя и выхода из строя. При правильной эксплуатации светодиод будет служить исправно, так как он долговечен, а также его корпус хорошо защищен от попадания влаги и пыли;
  • некоторые типы светодиодов чувствительны к воздействию статического электричества (синие, фиолетовые, белые, изумрудные). Поэтому их нужно предохранять от влияния «статики»;
  • при тестировании светодиода мультиметром желательно это действие произвести быстро, касание к выводам должно быть кратковременным, чтобы избежать пробоя диода и вывода его из строя.

Катод — определение и практическое применение

Это специфическое обозначение часто применяют в описаниях радиотехнических приборов, производственных процессов. Ошибочное понимание терминологии провоцирует аварийные ситуации, увеличивает затраты в ходе монтажных и ремонтных работ. В этой публикации рассказано о том, что такое катод. Примеры с пояснениями помогут правильно решать типовые практические задачи.

Катод и анод – это плюс или минус

Что такое катод

Этим термином обозначают контакт, подключаемый к отрицательной клемме аккумуляторной батареи либо другого источника постоянного тока. На картинке выше – фотографии диода и конденсатора. Эти элементы используют в сетях с переменными электрическими параметрами. Однако и в подобных ситуациях катодным называют подсоединение с учетом соответствующей полярности.

Катод и анод в электрохимии

Соответствующие физические (химические) реакции применяют:

  • для создания автономных источников питания;
  • при воспроизведении технологических процессов.

В первом случае речь идет об аккумуляторных батареях. Классическая гальваническая пара состоит из двух элементов:

  • анода (-), разрушающегося в ходе реакции окисления;
  • катода (+), «принимающего» электроны.

Подключение нагрузки к гальваническому элементу питания

Представленная на рисунке схема поясняет принцип разрушения (восстановления) анода (катода), соответственно. Отмеченный процесс выполняет полезные функции в гальванотехнике. С помощью соответствующих технологий извлекают из растворов ионы металлов и других веществ, создают качественные декоративные и защитные покрытия на изделиях сложной формы.

Зарядка АКБ и электролиз

Как показано на первой схеме, при подключении сильного источника тока в процессе зарядки АКБ катоды и аноды обозначают разные полярности. На второй части рисунка показано, как происходит процесс нанесения медного слоя на деталь. Анод в этой схеме – это электрод, который подключен к «плюсу» батарейки. Он разрушается в процессе электролиза. Ионы меди равномерно накапливаются на катоде, подсоединенном к «минусу». Покрывать благородными и дорогими металлами можно недорогие заготовки из проводящих материалов.

К сведению. Аналогичные методики применяют в химии, чтобы разделить вещества в растворенном состоянии на составные компоненты (ионы).

Катод в вакуумных приборах

Изделия этой категории выполняют свои функции следующим образом.  Катод – это генерирующий элемент, который отличается относительно малой работой для выхода электронов. Повышают эффективность данного компонента с помощью нагрева.

Ток через центральную часть проходит при соответствующей полярности подключения

Эта схема демонстрирует прямую зависимость применяемых терминов от движения электронов. В некоторых вакуумных приборах между анодом и катодом устанавливают сетчатую перегородку, которой регулируют силу тока и соответствующий коэффициент усиления.

Модифицированный вариант – электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

В типичной конструкции применяют несколько анодов, которые разгоняют электроны и обеспечивают фокусировку луча. Изменением напряжения на горизонтальных (вертикальных) пластинах перемещают поток в нужном направлении. Экран изнутри покрыт слоем люминофора, который светится в видимом диапазоне спектра при попадании заряженных частиц.

Для нагрева применяют прямые и косвенные методики. Катод накрывают модулятором. Это изделие создают в форме стакана с отверстием в центральной части дна. Сюда подают отрицательный потенциал, который оказывает существенное влияние на энергетические параметры пучка и силу свечения.

К сведению. При повышении мощности электронной пушки сфокусированный поток можно использовать для локального нагрева, сварки. Такие технологии обеспечивают высокое качество соединений. В соответствующем исполнении они пригодны для создания оружия.

Катод у полупроводниковых приборов

Изделия этой категории отличаются большим электрическим сопротивлением, по сравнению с проводниками, но меньшим – чем в диэлектриках. Специально подобранная комбинация материалов типового диода (p-n переход) не создает больших препятствий прохождению тока только в одном направлении.

Схема подключения и внешний вид диодов

На верхней части рисунка показаны обозначения источника питания постоянного тока и полупроводникового прибора. По стандартным рисункам на плате и утолщенным линиям несложно определить соответствующий вывод. Прозрачный корпус миниатюрных моделей не препятствует визуальной идентификации. Правильные выводы можно сделать при внимательном изучении светодиодов. Более крупная часть в том и другом примере – это катод.

Тиристор создан по аналогии с ламповыми аналогами. С помощью третьего электрода управляют работой электронного ключа.

Знак катода

Ошибки в применении понятий возникают по причине разных подходов. Химики рассматривают процессы окисления и восстановления (анод – это «плюс», а катод – «минус»). Соответствующее подключение внешнего источника питания активизирует движение ионов и отдельные химические реакции.

В гальванических элементах наблюдаются обратные процессы. Избыточное количество электронов на одном из функциональных компонентов обеспечивает окисление цинкового или другого электрода. В этом примере при подключении нагрузки восстанавливается второй элемент (катод) – это контакт батареи, обозначенный знаком «плюс».

Как показано выше, ситуация изменяется при подключении внешнего более сильного источника питания. От направления движения тока меняются соответствующие обозначения ламповых приборов.

Как определить анод – это плюс или минус

Представленное на последнем рисунке правило действительно при рассмотрении электротехнических схем, полупроводниковых приборов. Для уточнения полярности достаточно проверить соответствие количества букв.

Видео

где плюс, а где минус (анод, катод)

Хотя диодами называют радиоэлектронные устройства, имеющие всего два вывода, их нельзя подключать как придется. Полярность диода должна обязательно соблюдаться. Если этого не сделать, в лучшем случае схема не будет работать, в худшем диод может выйти из строя.

Для опытных радиолюбителей определить полярность прибора не составит труда, поэтому статья написана для малознакомых с радиотехникой людей. Поэтому прежде чем научиться определять полярность диода, разберем его устройство и принцип действия.

Устройство диода

Назначение диода пропускать ток в одном направлении и задерживать его в обратном. Чтобы этого добиться используют полупроводниковые материалы с разной проводимостью. Всего есть два способа передачи энергии:

  • с помощью электронов;
  • с помощью дырок.

Про электроны многие знают. У атома любой материи есть ядро и электроны. В металлах основным носителем энергии служат электроны, поскольку их достаточно легко можно оторвать от ядер. В диодах применяется другой материал — полупроводник.

До полупроводников применялись вакуумные лампы, где основным носителем также были электроны.

Этот материал отличается от металлов и диэлектриков тем, что в обычном состоянии он является диэлектриком – почти не пропускает через себя ток. При нагревании появляются освободившиеся электроны, которые могут участвовать в переносе заряда, то есть принимают свойства металлов, хотя и не в полной мере.

Хотя для создания диода могут использоваться разные материалы, например, металл, диэлектрик и подобные, мы поговорим о широко используемых диодах, состоящих из двух полупроводников. Материалом может служить:

  • кремний;
  • германий;
  • соединения галлия и индия.

Это лишь некоторые материалы, но их чаще всего используют. Далее к полупроводнику добавляют другой химический элемент, который при соединении с полупроводником либо отдает ему электрон (в этом случае говорят, что примесь донорная), либо забирает (тогда примесь называется акцепторной.).

В первом случае в полупроводнике наблюдается избыток электронов, во втором случае их недостает. Чтобы определить полярность диода, важно знать, какой тип полупроводника находится с одной и с другой стороны.

Всего существует два типа:

N-тип называют полупроводник с примесью, в котором основными носителями служат электроны, поскольку в этом материале их избыток. P-тип – полупроводник с недостатком электронов. Такую проводимость называют дырочной. Если эти два типа соединить вместе, то получим диод.

Как работает диод

Основа работы диода заключается в разной проводимости двух полупроводников (в этой статье речь только о них), соединенных вместе.

Полупроводник типа n пропускает электроны, а p-типа – дырки. Если полярность диода соблюдена, то есть на n-тип подается минус, а на p-тип – плюс, то на каждый тип подается прямое напряжение и диод открыт. Если знаки питания поменять местами, то есть подать обратное напряжение, то диод будет закрыт. Почему такое происходит?

В месте соединения двух полупроводников разной проводимостью образуется небольшая область смещения. Это когда электроны с n-типа частично переходят в область p-типа. В этом месте нет свободных электронов и дырок. Во время подключения прямого напряжения недостаток электронов и дырок восполняется источником питания, то есть закрытая для перехода носителей заряда зона почти исчезает.

Электроны, под действием электродвижущей силы, действующей в источнике питания, перепрыгивая из дырки в дырку, проходят участок p-типа и попадают на проводник.

Что будет, если поменять полярность питания: к участку n-типа подключить плюс, а к p-типа – минус? В этом случае электроны на участке n-типа отодвинутся к источнику питания, расширяя закрытую зону, тем самым увеличив внутреннее сопротивление диода. В этом случае диод будет закрыт.

Конечно, если повысить напряжение на диоде, то электроны смогут проскочить насыщенную область и через диод пойдет ток. Некоторые диоды работают именно в таком режиме, их называют стабилитронами.

Но выпрямительные диоды не «любят» такие условия и могут выйти из строя. Да и для стабилитронов оговаривается не только обратное напряжение, но и ток, при котором они могут работать. Если превысить указанные значения, то может произойти необратимый процесс – тепловой пробой и прибор выйдет из строя.

Катод и анод: где плюс и минус

Хотя у прибора всего два вывода необходимо знать, как определить полярность диода, чтобы не поставить его в обратном направлении? У диода имеется:

Слово, переведенное с греческого как анод, может означать вверх или от него. Вакуумные диоды на схемах изображаются в виде вытянутого круга, вверху которого располагается анод в виде перевернутой буквы «Т». Катод располагается внизу и обозначается горизонтальной круглой скобкой с отводом.

Электроны отрываются от катода и летят вверх, в сторону анода. Попадая на анод, они выходят во внешнюю цепь «от него». В этом случае анод должен быть подключен к положительному полюсу источника питания, а катод – к отрицательному. Про диод говорят, что он открыт и пропускает ток через себя. Когда полярность меняется, то есть на анод подается отрицательное напряжение, а на катод положительное – диод закрывается.

В полупроводниковых диодах анодом называется вывод от полупроводника p-типа, а катодом – вывод от полупроводника n-типа. В остальном принцип работы остается тем же самым.

Способы определения полярности диодов

Чтобы определить полярность диода, существует несколько способов:

  • с помощью маркировки на корпусе;
  • практическим путем;
  • используя прибор;
  • по таблицам и справочникам.

Кстати, производители оставляют за собой право использовать тот или иной метод, поэтому самым надежным будет ознакомление с технической документацией. Однако этот способ пока оставим и разберем самый простой.

Как узнать полярность диода по маркировке

Обычно производители дают подсказку, делая маркировку полярности диода. На крупных приборах могут быть проставлены значки диода – треугольник, упирающийся вершиной в короткий отрезок.

Вывод со стороны основания треугольника является анодом, он должен быть подключен к плюсу питания. Другой вывод, расположенный со стороны вершины треугольника с отрезком, будет катодом. К нему, соответственно, нужно будет подключить минус питания.

Если это выпрямительный диод, то он ставится в схему с переменным током. В этом случае на его аноде будет отрицательное напряжение, а на катоде — положительное. Помним, что электроны движутся относительно цепи питания от анода к катоду, а знак диода показывает направление движение дырок.

Это вызывает у новичков путаницу. Дело в том, что когда только начинали познавать электрический ток, считали, что заряд имеет положительный знак, значит, ток идет от положительно заряженного электрода к отрицательному.

Позднее разобрались, что основными носителями заряда являются электроны, а они имеют знак «—», но чтобы не переделывать схемы, которых к тому времени набралось немалое количество, оставили все как есть.

В большинстве случаев не имеет значения, каким способом переносится заряд.

Что касается мелких деталей, то на их корпусе со стороны вывода катода рисуется круговая полоска или ставится точка. На прямоугольных диодах обозначение полярности диода осуществляется полоской, которая может быть нарисована только на одной стороне прибора.

Как определить полярность диода мультиметром или тестером

Иногда бывает из-за старения или долгого хранения маркировка стирается и невозможно на вид определить, где анод, а где катод.

Совет. Не будет лишним даже новые диоды проверять на полярность. Это поможет сохранить полярность диода, даже если на заводе произошла ошибка с маркировкой.

Проверить полярность можно с помощью мультиметра. В новых конструкциях часто встречается режим проверки диода. Отыскать его можно с помощью значка диода, нарисованного на панели прибора.

Прежде чем приступать к измерениям, проверяют правильность подключения щупов: черный должен быть подключен к земле или общему проводу – это будет минус. Красный подключают к другому зажиму, возле него должно быть нарисовано несколько символов. По красному проводу будет идти «плюс» питания.

Включают прибор, устанавливают галетный переключатель на знак проверки диода. Щупами касаются двух выводов диода. Если слышен звуковой сигнал или прибор показывает небольшое сопротивление, значит, диод находится в открытом состоянии.

Это означает, что красный провод с положительным питанием подключен к аноду, а черный к катоду. Если звукового сигнала нет, а прибор показывает большое сопротивление, значит, диод закрыт. В этом случае на анод подается отрицательное напряжение (черный провод), а на катод положительное (красный провод).

Внимание! Некоторые диоды имеют малое обратное сопротивление, как правило, это мощные диоды. Поэтому чтобы определить полярность диода, нужно опираться на показания прибора. В том случае, когда сопротивление минимальное, это указывает на открытое состояние диода, в противном случае он закрыт. Если прямое и обратное сопротивления равны или бесконечно большие, это говорит о неисправности прибора.

При отсутствии режима проверки диода пользуются режимом проверки сопротивления. В этом случае показания снимаются только визуально.

С помощью источника питания (батарейки)

При отсутствии прибора можно воспользоваться источником постоянного тока с небольшим напряжением. Обычно это батарейка. Собирают следующую схему:

  • источник питания;
  • диод;
  • лампочка, рассчитанная на напряжение немного меньше выбранного питания;
  • переменный резистор с небольшим сопротивлением, зависит от напряжения питания и составляет от десятков Ом до 1 кОм.
Вместо лампочки можно выбрать светодиод, но это для тех, кто имеет опыт в таких проверках.

Собирают схему с помощью проводов. Лампочку удобнее использовать в патроне. К диоду и резистору провода припаивают, причем к резистору припаивают один провод к одному крайнему выводу, вторым замыкают средний и другой крайний вывод.

При пайке маломощных диодов, выполненных в небольшом стеклянном или пластиковом корпусе, необходимо пользоваться теплоотводом. В качестве теплоотвода могут подойти небольшие плоскогубцы, круглогубцы и подобные инструменты. Кто может работать паяльником, обходятся без теплоотвода.

Провода к источнику питания прижимают пальцами одной руки, второй рукой вращают ручку резистора.

Первоначально резистор устанавливают в положение, соответствующее максимальному сопротивлению. Постепенно уменьшая сопротивление, добиваются появления накала на нити лампочки. Если этого не происходит, меняют провода на источнике питания.

При появлении накала источник питания отключают, предварительно отмечая, к какому выводу диода поступает положительное питание, это и будет анодом.

Осторожно! Таким способом можно проверять мощные диоды, способные выдерживать большой прямой ток. Маломощные диоды можно проверять с помощью светодиодов или, лучше всего, с помощью прибора.

По технической документации

К сожалению, по внешнему виду некоторые диоды похожи на стабилитроны, работающие в обратном направлении. Чтобы не ошибиться с полярностью диода на схеме, необходимо удостовериться с помощью справочников, таблиц или прилагаемых к партии поясняющих документов.

В любом случае прежде чем устанавливать диод на схему, необходимо точно определить полярность диода.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья - поделись с друзьями!

 

Катод и Анод : Помогите решить / разобраться (Ф)

Э не-е-е-е, ГОСТами пользоваться надо когда они не противоречат учебникам и словарям - вот честно, доверия физической энциклопедии в разы больше чем левому ГОСТу, который к тому же утратил силу в РФ, правда в действующем ГОСТ Р МЭК 60050-482-2011 ничего и не поменялось.
Ну а БСЭ тоже не верите?

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия 1969—1978 писал(а):

Анод (от греч. ánodos — подъём, восхождение, от aná — вверх и hodós — путь, движение)
1) положительный электрод источника электрического тока, например положительного полюс гальванического элемента или электрического аккумулятора (см. Химические источники тока).
2) Электрод электронного прибора (См. Электронные приборы) (ионного прибора (См. Ионные приборы)), соединяемый с положительным полюсом источника электрического тока.
3) Положительный полюс электролитной ванны (см. Электролиз).
4) Положительный электрод электрический дуги (см. Дуговой разряд).
Материалом А. в зависимости от назначения служат металлы (тантал, молибден, никель, медь, железо, вольфрам и др.) и графит.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн 2006 писал(а):

ано́д
положительный электрод источника электрического тока, напр. положительный полюс гальванического элемента или электрического аккумулятора; электрод электронного прибора (ионного прибора), соединяемый с положительным полюсом источника электрического тока; положительный полюс электролитической ванны; положительный электрод электрической дуги. В электролитической ванне и электронных приборах анод соединяется с положительным полюсом источника электрического тока.

В общем, ГОСТ дело такое, специфическое, может он имеет хождение лишь в узкой области? Или подвержен мании всё менять и переименовывать ...
Предлагаю для источников тока (батареи, аккумуляторы в режиме разряда, блоки питания) не заморачиваться с терминами анод/катод, а пользоваться обозначениями плюс и минус. Раз уж такой разброд и шатание.

-- 16.03.2017, 00:28 --

Также где катод и анод у светодиода и какие знаки имеют?

У светодиода на анод надо подавать плюс внешнего напряжения, на катод - минус внешнего напряжения. Тут никаких разногласий нет. Знаков они не имеют.

Как на светодиоде определить плюс и минус. Правильное включение светодиода

Способны пропускать электрический ток в определенном направлении. Если подключение выполнено инверсионно, электрический ток не проходит по цепи, а нужный электроприбор не включится. Объясняется это тем, что приборы по принципу устройства представляют собой диоды, и не все имеют способность светиться. Это говорит о том, что светодиод имеет полярность и функционирует при определенном направлении тока. В связи с этим для подключения важно правильно определить, где у светодиодов минус и плюс. Разберем несколько способов.

Визуально

Если у Вас в руках светодиод где плюс где минус вы не знаете, попробуйте сделать это визуально. Как визуально определить светодиодную полярность? Достаточно просто.
У нового светодиода два вывода, один должен быть короче. Короткий вывод - это катод. Запомнить легко: «короткий» - "катод", оба слова на «к». Плюс находится там, где длинный вывод. Если имеем дело с использованным светодиодом, ножки которого согнуты, задача усложняется.
Тогда вглядываемся в корпус, где находится самый важный элемент - кристаллик. Он лежит на крошечной подставке, чашечке. Вывод с подставки - катод, с его стороны располагается срез или засечка.
НО данный способ не всегда применим. Многие производители сегодня при производстве не соблюдают стандарты, а ассортимент моделей поражает многообразием. Некоторые изготовители отмечают катоды точкой или линией зеленого цвета, либо проставляют знаки «-» и «+». Если же внешних опознавательных признаков нет, нужно провести электротестирование.

Источник питания в помощь

Второй способ определить светодиодную полярность - подключить его к . Главное, правильно подобрать источник питания с напряжением, чтобы оно не превышало максимальный уровень напряжения светодиода, иначе он перегорит или испортится. Элементы соединяются так: к " +" подключается "-", к "-" подключается "+".

Мультиметр

Если вышеописанные способы не дали результатов, используйте мультиметр. Чтобы мультиметром определить полярность светодиода потребует максимум минута. Сначала нужно выбрать на оборудовании режим измерения уровня сопротивления, а затем прикоснуться специальными щипцами к светодиодным контактам. Черный провод идет к «-», а красный к «+». Не нужно касаться слишком долго, 20-30 секунд хватит. Если включение было выполнено напрямую (« + » к « + », а « - » к « -»), на мультиметре отображается показатель в области 1,7 кило Ом. Если включение обратное - на приборе не отображаются измерения..
Измерять в режиме диода несколько легче: при подсоединении напрямую, загорится . Этот режим подходит для зеленых и красных лампочек, а вот белые и синие лампочки рассчитаны на ток с напряжением более 3 В. По этой причине при подключении лампочек синего и белого цвета, они могут засветиться и при правильной полярности.
В данном случае используется режим измерения характеристик транзисторов. Светодиод вставляется в пазы колодки, снизу мультиметра. Применяется часть PNP: одна ножка диода вставляется в разъем «Е» - эмиттер, а вторая в «С» - коллектор. Лампочка светится когда, к коллектору подсоединили катод.
Таким образом, определение полярности не представляет особой сложности.

Любой любитель самоделок и электроники используют диоды в качестве индикаторов, или в качестве световых эффектов и освещения. Чтобы Led прибор светился, нужно его правильно подключить. Вам уже известно, что диод проводит . Поэтому прежде чем паять, нужно определить где анод и катод у светодиода.

Вы можете встретить два обозначения LED на принципиальной электрической схеме.

Треугольная половина обозначения – анод, а вертикальная линия – катод. Две стрелки обозначают то, что диод излучает свет. Итак, на схеме указывается анод и катод диода, как найти его на реальном элементе?

Цоколевка 5мм диодов

Чтобы подключить диоды как на схеме нужно определиться где у светодиода плюс и минус. Для начала рассмотрим на примере распространённых маломощных 5 мм диодов.

На рисунке выше изображен: А — анод, К — катод и схематическое обозначение.

Обратите внимание на колбу. В ней видно две детали – это небольшой металлический анод, и широкая деталь похожая на чашу – это катод. Плюс подключается к аноду, а минус к катоду.

Если вы используете новые LED элементы, вам еще проще определить их цоколевку. Определить полярность светодиода поможет длина ножек. Производители делают короткую и длинную ножку. Плюс всегда длиннее минуса!

Если вы паяете не новый диод, тогда плюс и минус у него одинаковой длины. В таком случае определить плюс и минус поможет тестер или простой мультиметр.

Как определить анод и катод у диодов 1Вт и более

В и прожекторах 5мм образцы используются всё реже, на их смену пришли мощные элементы мощностью от 1 ватта или SMD. Чтобы понять где плюс и минус на мощном светодиоде, нужно внимательно посмотреть на элемент со всех сторон.

Самые распространённые модели в таком корпусе имеют мощность от 0,5 ватт. На рисунке красным обведена пометка о полярности. В данном случае значком «плюс» помечен анод у светодиода 1Вт.

Как узнать полярность SMD?

SMD активно применяются практических в любой технике:

  • Лампочки;
  • светодиодные ленты;
  • фонарики;
  • индикация чего-либо.

Их внутренностей разглядеть не получится, поэтому нужно либо использовать приборы для проверки, либо полагаться на корпус светодиода.

Например, на корпусе SMD 5050 есть метка на углу в виде среза. Все выводы, расположенные со стороны метки – это катоды. В его корпусе расположено три кристалла, это нужно для достижения высокой яркости свечения.

Подобное обозначение у SMD 3528 тоже указывает на катод, взгляните на эту фотографию светодиодной ленты.

Маркировка выводов SMD 5630 аналогична – срез указывает на катод. Его можно распознать еще и по тому, что теплоотвод на нижней части корпуса смещён к аноду.

Как определить плюс на маленьком SMD?

В отдельных случаях (SMD 1206) можно встретить еще один способ обозначения полярности светодиодов: с помощью треугольника, П-образной или Т-образной пиктограммы на поверхности диода.

Выступ или сторона, на которую указывает треугольник, является направлением протекания тока, а вывод расположенный там – катодом.

Определяем полярность мультиметром

При замене диодов на новые, вы можете определить плюс и минус питания вашего прибора по плате.

Светодиоды в прожекторах и лампах обычно распаяны на алюминиевой пластине, поверх которой нанесён диэлектрик и токоведущие дорожки. Сверху она обычно имеет белое покрытие, на нём часто указана информация о характеристиках источника питания, иногда и распиновка.

Но как узнать полярность светодиода в лампочке или матрице если на плате нет сведений?

Например, на этой плате указаны полюса каждого из светодиодов и их наименование – 5630.

Чтобы проверить на исправность и определить плюс и минус светодиода воспользуемся мультиметром. Черный щуп подключаем в минус, com или гнездо со знаком заземления. Обозначение может отличаться в зависимости от модели мультиметра.

Далее выбираем режим Омметра или режим проверки диодов. Затем подключаем поочередно щупы мультиметра к выводам диода сначала в одном порядке, а потом наоборот. Когда на экране появятся хоть какие-то значения, или диод загорится – значит полярность правильная. На режиме проверки диодов значения равны 500-1200мВ.

В режиме измерения значения будут подобными тем, что на рисунке. Единица в крайнем левом разряде обозначает превышение предела, либо бесконечность.

Другие способы определения полярности

Самый простой вариант для определения где плюс у светодиода – это батарейки с материнской платы, типоразмера CR2032.

Её напряжение порядка 3-х вольт, чего вполне хватит чтобы зажечь диод. Подключите светодиод, в зависимости от его свечения вы определите расположение его выводов. Таким образом можно проверить любой диод. Однако это не очень удобно.

Можно собрать простейший пробник для светодиодов, и не только определять их полярность, но и рабочее напряжение.


Схема самодельного пробника

При правильном подключении светодиода через него будет протекать ток порядка 5-6 миллиампер, что безопасно для любого светодиода. Вольтметр покажет падение напряжения на светодиоде при таком токе. Если полярность светодиода и пробника совпадёт – он засветится, и вы определите цоколевку.

Знать рабочее напряжение нужно, так как оно отличается в зависимости от типа светодиода и его цвета (красный берет на себя менее 2-х вольт).

И последний способ изображен на фото ниже.

Включите на тестере режим Hfe, вставьте светодиод в разъём для проверки транзисторов, в область помеченной как PNP, в отверстия E и C, длинной ножкой в E. Так можно проверить работоспособность светодиода и его распиновку.

Если светодиод выполнен в другом виде, например, smd 5050, вы можете воспользоваться этим способом просто – вставьте в E и C обычные швейные иглы, и прикоснитесь к ним контактами светодиода.

Любому любителю электроники, да и самоделок вообще нужно знать, как определить полярность светодиода и способы их проверки.

Будьте внимательны при выборе элементов вашей схемы. В лучшем случае они просто быстрее выйдут из строя, а в худшем – мгновенно вспыхнут синем пламенем.

Как определить полярности диодов: плюс или минус

Диоды относятся к категории электронных приборов, работающих по принципу полупроводника, который особым образом реагирует на приложенное к нему напряжение. С внешним видом и схемным обозначением этого полупроводникового изделия можно ознакомиться на рисунке, размещённом ниже.

Общий вид изделия

Особенностью включения этого элемента в электронную схему является необходимость соблюдения полярности диода.

Дополнительное пояснение. Под полярностью подразумевается строго установленный порядок включения, при котором учитывается, где плюс, а где минус у данного изделия.

Эти два условных обозначения привязываются к его выводам, называемым анодом и катодом, соответственно.

Особенности функционирования

Известно, что любой полупроводниковый диод при подаче на него постоянного или переменного напряжения пропускает ток только в одном направлении. В случае обратного его включения постоянный ток не протекает, так как n-p переход будет смещён в непроводящем направлении. Из рисунка видно, что минус полупроводника располагается со стороны его катода, а плюс – с противоположного конца.

Расположение и обозначение выводов

Особенно наглядно эффект односторонней проводимости может быть подтверждён на примере полупроводниковых изделий, называемых светодиодами и работающих лишь при условии правильного включения.

На практике нередки ситуации, когда на корпусе изделия нет явных признаков, позволяющих сразу же сказать, где у него какой полюс. Именно поэтому важно знать особые приметы, по которым можно научиться различать их.

Способы определения полярности

Для определения полярности диодного изделия можно воспользоваться различными приёмами, каждый из которых подходит для определённых ситуаций и будет рассмотрен отдельно. Эти методы условно делятся на следующие группы:

  • Метод визуального осмотра, позволяющий определиться с полярностью по имеющейся маркировке или характерным признакам;
  • Проверка посредством мультиметра, включённого в режим прозвонки;
  • Выяснение, где плюс, а где минус путём сборки несложной схемы с миниатюрной лампочкой.

Рассмотрим каждый из перечисленных подходов отдельно.

Визуальный осмотр

Этот способ позволяет расшифровать полярность по имеющимся на полупроводниковом изделии специальным меткам. У некоторых диодов это может быть точка или кольцевая полоска, смещённая в сторону анода. Некоторые образцы старой марки (КД226, например) имеют характерную заострённую с одной стороны форму, которая соответствует плюсу. С другого, совершенно плоского конца, соответственно, располагается минус.

Обратите внимание! При визуальном обследовании светодиодов, например, обнаруживается, что на одной из их ножек имеется характерный выступ.

По этому признаку обычно определяют, где у такого диода плюс, а где противоположный ему контакт.

Применение измерительного прибора

Самый простой и надёжный способ определения полярности – использование измерительного устройства типа «мультиметр», включённого в режим «Прозвонка». При измерении всегда нужно помнить, что на шнур в изоляции красного цвета от встроенной батарейки подаётся плюс, а на шнур в чёрной изоляции – минус.

После произвольного подсоединения этих «концов» к выводам диода с неизвестной полярностью нужно следить за показаниями на дисплее прибора. Если индикатор покажет напряжение порядка 0,5-0.7 Вольт – это значит, что он включён в прямом направлении, и та ножка, к которой подсоединён щуп в красной изоляции, является плюсовой.

В случае если индикатор показывает «единицу» (бесконечность), можно сказать, что диод включён в обратном направлении, и на основании этого можно будет судить о его полярности.

Дополнительная информация. Некоторые радиолюбители для проверки светодиодов используют панельку, предназначенную для измерения параметров транзисторов.

Диод в этом случае включается как один из переходов транзисторного прибора, а его полярность определяется по тому, светится он или нет.

Включение в схему

В крайнем случае, когда визуально определить расположение выводов не удаётся, а измерительного прибора под рукой не имеется, можно воспользоваться методом включения диода в несложную схему, изображённую на рисунке ниже.

Проверка с помощью лампочки

При его включении в такую цепь лампочка либо загорится (это значит, что полупроводник пропускает через себя ток), либо нет. В первом случае плюс батарейки будет подключён к положительному выводу изделия (аноду), а во втором – наоборот, к его катоду.

В заключение отметим, что способов, как определить полярность диода, существует довольно много. При этом выбор конкретного приёма ее выявления зависит от условий проведения эксперимента и возможностей пользователя.

Видео

elquanta.ru

Как определить полярность светодиода - 2 простых способа

Светодиод – полупроводниковый оптический прибор, пропускающий электрический ток в прямом направлении. При подключении инверсионно тока в цепи не будет, и, естественно, не произойдет свечения. Чтобы этого не случилось, нужно соблюдать полярность светодиода.

Светодиод на схеме обозначается треугольником в кружке с поперечной чертой – это катод, который имеет знак «-» (минус). С противоположной стороны находится анод, имеющий знак «+» (плюс).

В монтажных схемах должна присутствовать цоколевка (или распиновка) выводов для идентификации всех контактов соединения.

Как определить полярность диода, держа в руках крохотную лампочку? Ведь для правильного подключения нужно знать, где у него минус, а где плюс. Если распайка выводов будет попутана, схема не заработает.

Визуальный метод определения полярности

Первый способ определения – визуальный. У диода два вывода. Короткая ножка будет катодом, анод у светодиода всегда длиннее. Запомнить легко, так как присутствует начальная буква «к» и в том и другом слове.

Когда оба вывода согнуты или прибор снят с другой платы, их длину бывает сложно определить. Тогда можно попробовать разглядеть в корпусе небольшой кристалл, который выполнен из прозрачного материала. Он располагается на небольшой подставке. Этот вывод соответствует катоду.

Также катод светодиода можно определить по небольшой засечке. В новых моделях светодиодных лент и ламп применяются полупроводники для поверхностного монтажа. Имеющийся ключ в виде скоса указывает на то, что это отрицательный электрод (катод).

Иногда на светодиодах стоит маркировка «+» и «-». Некоторые производители отмечают катод точкой, иногда линией зеленого цвета. Если нет никакой отметки или ее трудно разглядеть из-за того, что светодиод был снят с другой схемы, нужно произвести тестирование.

Тестирование с применением мультиметра или аккумулятора

Хорошо, если под рукой есть мультиметр. Тогда определение полярности светодиода произойдет за одну минуту. Выбрав режим омметра (измерение сопротивлений), нетрудно произвести следующее действие. Приложив щупы к ножкам светодиода, производится замер сопротивления. Красный провод должен подключаться к плюсу, а черный – к минусу.

При правильном включении прибор выдаст значение, примерно равное 1,7 кОм, и будет наблюдаться свечение. При обратном включении на дисплее мультиметра отобразится бесконечно большая величина. Если проверка показывает, что в обе стороны диод показывает малое сопротивление, то он пробит, и его следует утилизировать.

В некоторые приборах существует специальный режим. Он предназначен для проверки полярности диода. Прямое включение будет сигнализировать подсветкой диода. Этот метод подходит для красных и зеленых полупроводников.

Синие и белые светодиоды выдают индикацию только при напряжении более 3 вольт, поэтому нельзя достигнуть нужного результата. Для их тестирования можно использовать мультиметры типа DT830 или 831, в которых предусмотрен режим определения характеристик транзисторов.

Используя PNP-часть, один вывод светодиода вставляют в коллекторное гнездо, второй – в эмиттерное отверстие. В случае прямого подключения появится индикация, инверсионное включение не даст подобного эффекта.

Как определить полярность светодиода, если под рукой нет мультиметра? Можно прибегнуть к обычной батарейке или аккумулятору. Для этого понадобится еще любой резистор. Это нужно для защиты светодиода от пробоя и выхода из строя. Последовательно соединенный резистор, величина сопротивления которого должна быть примерно 600 Ом, позволит ограничить ток в цепи.


И еще несколько советов:

  • если известна полярность светодиода, впредь нельзя подавать на него обратное напряжение. В противном случае есть вероятность пробоя и выхода из строя. При правильной эксплуатации светодиод будет служить исправно, так как он долговечен, а также его корпус хорошо защищен от попадания влаги и пыли;
  • некоторые типы светодиодов чувствительны к воздействию статического электричества (синие, фиолетовые, белые, изумрудные). Поэтому их нужно предохранять от влияния «статики»;
  • при тестировании светодиода мультиметром желательно это действие произвести быстро, касание к выводам должно быть кратковременным, чтобы избежать пробоя диода и вывода его из строя.

lampagid.ru

как определить полярность шестью способами

Эти полупроводниковые радиодетали используются в различных электронных схемах в качестве элементов индикации. Проблем с их монтажом на плате, как правило, нет. Чтобы пропаять 2 ножки, вставленные в соответствующие отверстия на «дорожках», не нужно быть крупным специалистом в этой области. А вот с полярностью, которую необходимо учитывать при работе со всеми п/п приборами, а не только светодиодами, у людей без опыта возникают сложности. Как правильно определить полярность?

По длине выводов

Самый простой способ, если светодиод новый, ни разу не использовавшийся. Его выводы неодинаковы – один немного длиннее. Здесь несложно запомнить такую аналогию. Слова «катод» и «короткая» начинаются с одной и той же буквы – «К».

Следовательно, другая ножка, более длинная – анод светодиода. Зная это, сложно перепутать. Хотя у некоторых производителей встречается иное – они могут быть одинаковы. Стоит учесть.

По внутреннему наполнению

Если колба хорошо просматривается, то найти «чашечку» (а это катод) совсем нетрудно.

Узнать полярность светодиода – это еще не все. Необходимо его и правильно установить на плате. Схемное изображение этого полупроводника показано на рисунке. Вершина символа прибора (треугольника) указывает на катод (минусовый вывод).

По корпусу

Так проверить полярность можно не у всех светодиодов, так как это зависит от производителя. Но у некоторых на «ободке» напротив катода есть небольшая риска (засечка). Если присмотреться, заметить ее несложно. Как вариант – небольшая точка, срез.

С помощью батарейки

Также простая методика, но здесь необходимо учесть, что светодиоды разных типов отличаются напряжением пробоя. Чтобы полупроводник не вывести из строя (частично или полностью), в цепь нужно последовательно включить ограничительное сопротивление. Номиналом на 0,1 – 0,5 кОм вполне достаточно.

Мультиметром

Кстати, вполне можно задействовать и бытовой мультиметр, который уже укомплектован всем необходимым – источником питания и щупами. Это даже еще лучше.

Способ определения полярности 1 – основан на свойстве светодиода «загораться» при прохождении по нему тока. Следовательно, его анод будет там, где «плюс» батарейки мультиметра (гнездо для щупа «+»), а катод, соответственно, где минус. Чтобы проверить на «свечение», переключатель прибора устанавливается в позицию «измерение диода».

Способ определения полярности 2 – здесь измеряется сопротивление p-n перехода. Переключатель мультиметра – в положение «измерение сопротивления», предел, в зависимости от модификации тестера, в положение более 2 кОм. Например, на 10.

Касание щупами выводов светодиода – лишь кратковременное, чтобы не вывести радиодеталь из строя. Если полярности п/п и источника питания совпадают, то сопротивление будет небольшим (от сотен Ом до нескольких кОм). В этом случае красный щуп (его принято вставлять в гнездо прибора «+») указывает на ножку-анод, а черный («–»), соответственно, на катод.

Если мультиметр показывает большое сопротивление, значит, при касании щупами выводов полярность была нарушена. Следует повторить измерение, изменив ее, чтобы удостовериться в отсутствии внутреннего обрыва. Только в этом случае можно говорить не только о полярности светодиода, но и о его исправности и готовности к использованию по назначению.

На различных тематических форумах встречаются суждения, что ничего страшного не произойдет; можно подключать источник питания в любой полярности, и на светодиоде это не отразится. Но это не совсем так.

  • Во-первых, все зависит от величины напряжения пробоя, то есть характеристики конкретного полупроводника.
  • Во-вторых, он может в дальнейшем и работать, но частично утратить свои свойства. Проще говоря, светить, но не так сильно, как должен.
  • В-третьих, подобные эксперименты негативно отражаются на эксплуатационном ресурсе светодиода. Если его гарантированная производителем наработка на отказ порядка 45 000 часов (в среднем), то после таких проверок на полярность он прослужит намного меньше. Подтверждено практикой!

electroadvice.ru

Диоды выпрямительные, принцип работы, характеристики, схемы подключения

Принцип работы, основные характеристики полупроводниковых выпрямительных диодов можно рассмотреть используя их вольтамперную характеристику (ВАХ), которая схематично представлена на рисунке 1.

Она имеет две ветви, соответствующие прямому и обратному включению диода.

При прямом включении выпрямительного диода ощутимый ток через него начинает протекать при достижении на диоде определенного напряжения Uоткр. Этот ток называется прямым Iпр. Его изменения на напряжение Uоткр влияют слабо, поэтому для большинства расчетов можно принять его значение:

  • 0,7 Вольт для кремниевых диодов,
  • 0,3 Вольт - для германиевых.

Естественно, прямой ток диода до бесконечности увеличивать нельзя, при его определенном значении Iпр.макс этот полупроводниковый прибор выйдет из строя. Кстати, существуют две основные неисправности полупроводниковых диодов:

  • пробой - диод начинает проводить ток в любом направлении, то есть станет обычным проводником. Причем, сначала наступает тепловой пробой (это состояние обратимо), затем электрический (после этого диод можно смело выбрасывать),
  • обрыв - здесь, думаю, пояснения излишни.

Если диод подключить в обратном направлении, через него будет протекать незначительный обратный ток Iобр, которым, как правило, можно пренебречь. При достижении определенного значения обратного напряжения Uобр обратный ток резко увеличивается, прибор, опять же, выходит из строя.

Числовые значения рассмотренных параметров для каждого типа диода индивидуальны и являются его основными электрическими характеристиками. Должен заметить, что существует ряд других параметров (собственная емкость, различные температурные коэффициенты и пр.), но для начала хватит перечисленных.

Здесь предлагаю закончить с чистой теорией и рассмотреть некоторые практические схемы.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДИОДОВ

Для начала давайте рассмотрим как работает диод в цепи постоянного (рис.2) и переменного (рис.3) тока, что следует учитывать при том или ином включении диодов.


При подаче на диод прямого постоянного напряжения через него начинает протекать ток, определяемый сопротивлением нагрузки Rн. Поскольку он не должен превышать предельно допустимого значения следует определить его величину, после чего выбрать тип диода:

Iпр=Uн/Rн - все просто - это закон Ома.

Uн=U-Uоткр - см. начало статьи. Иногда величиной Uоткр можно пренебречь, бывают случаи, когда ее необходимо учитывать, например при расчете схемы подключения светодиода.

При включении диода в цепь переменного тока, помимо прочего, на нем периодически возникает обратное напряжение Uобр. Имейте в виду, следует учитывать его амплитудное значение (Для Uпр, кстати, тоже). Например, для бытовой электрической сети привычное всем напряжение 220В является действующим, а его амплитудное значение составляет 380В. Подробнее про это можно посмотреть на этой странице.

Это самое основное, про что надо помнить.

Теперь - несколько схем подключения диодов, часто встречающихся на практике.


Вне всякого сомнения, лидером здесь является мостовая схема диодов, используемая во всевозможных выпрямителях (рисунок 4). Выглядеть она может по разному, принцип действия одинаков, думаю из рисунка все ясно. Кстати, последний вариант - условное обозначение диодного моста в целом. Применяется для упрощения обозначения двух предыдущих схем.


  1. Диоды могут выступать как "развязывающие" элементы. Управляющие сигналы Упр1 и Упр2 объединяются в точке А, причем взаимное влияние их источников друг на друга отсутствует. Кстати, это простейший вариант реализации логической схемы "или".
  2. Защита от переполюсовки (жаргонное - "защита от дураков"). Если существует возможность неправильного подключения полярности напряжения питания эта схема защищает устройство от выхода из строя.
  3. Автоматический переход на питание от внешнего источника. Поскольку диод "открывается", когда напряжение на нем достигнет Uоткр, то при Uвнеш

© 2012-2018 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

eltechbook.ru

Полупроводниковый диод

Полупроводниковый диод - самый простой полупроводниковый прибор, состоящий из одного PN перехода. Основная его функция - это проводить электрический ток в одном направлении, и не пропускать его в обратном. Состоит диод из двух слоев полупроводника типов N и P.


На стыке соединения P и N образуется PN-переход (PN-junction). Электрод, подключенный к P, называется анод. Электрод, подключенный к N , называется катод. Диод проводит ток в направлении от анода к катоду, и не проводит обратно.

Диод в состоянии покоя

Посмотрим, что происходит внутри PN-перехода, когда полупроводниковый диод находится в состоянии покоя. То есть тогда, когда ни к аноду, ни к катоду не подключено напряжения.

Итак, в части N имеются в наличии свободные электроны – отрицательно заряженные частицы. В части P находятся положительно заряженные ионы – дырки. В результате, в том месте, где есть частицы с зарядами разных знаков, возникает электрическое поле, притягивающее их друг к другу.

Под действием этого поля свободные электроны из части N дрейфуют через PN переход в часть P и заполняют некоторые дырки. В итоге получается очень слабый электрический ток, измеряемый в наноамперах. В результате, плотность вещества в P части повышается и возникает диффузия (стремление вещества к равномерной концентрации), толкающая частицы обратно на сторону N.

Обратное включение диода

Теперь посмотрим, как у полупроводникового диода получается выполнять свою основную функцию – проводить ток только в одном направлении. Подключим источник питания - плюс к катоду, минус к аноду.

В соответствии с силой притяжения, возникшей между зарядами разной полярности, электроны из N начнут движение к плюсу и отдалятся от PN перехода. Аналогично, дырки из P будут притягиваться к минусу, и также отдалятся от PN перехода. В результате, плотность вещества у электродов повышается. В действие приходит диффузия и начинает толкать частицы обратно, стремясь к равномерной плотности вещества.


Как мы видим, в этом состоянии диод не проводит ток. При повышении напряжения, в PN переходе будет все меньше и меньше заряженных частиц.

Прямое включение диода

Меняем полярность источника питания - плюс к аноду, минус к катоду. В таком положении, между зарядами одинаковой полярности возникает сила отталкивания. Отрицательно заряженные электроны отдаляются от минуса и двигаются сторону pn перехода. В свою очередь, положительно заряженные дырки отталкиваются от плюса и направляются навстречу электорнам. PN переход обогащается заряженными частицами с разной полярностью, между которыми возникает электрическое поле – внутреннее электрическое поле PN перехода. Под его действием электроны начинают дрейфовать на сторону P. Часть из них рекомбинируют с дырками (заполняют место в атомах, где не хватает электрона). Остальные электроны устремляются к плюсу батарейки. Через диод пошел ток ID.


Чтобы не возникло путаницы, напомню, что направление тока на электрических схемах обратно направлению потока электронов.

Недостатки реального полупроводникового диода

На практике, в реальном диоде, при обратном подключении напряжения, возникает очень маленький ток, измеряемый в микро, или наноамперах (в зависимости от модели прибора). В следствии слишком высокого напряжения, может разрушиться кристаллическая структура полупроводника в диоде. В этом случае, прибор начнет хорошо проводить ток также и при обратном смещении. Такое напряжение называется напряжение пробоя. Процесс разрушения структуры полупроводника невосстановим, и прибор приходит в негодность.

При прямом подключении, напряжение между анодом и катодом должно достигнуть определенного значения Vϒ, для того чтобы диод начал хорошо проводить ток. Для кремниевых приборов Vϒ - это примерно 0.7V, а для германиевых - около 0.3V. Более подробно об этом, и других характеристиках полупроводникового выпрямительного диода пойдет речь в статье ВАХ полупроводникового диода.

hightolow.ru

Что такое диод и как его проверить

Приветствую друзья!

Мы настолько привыкли к компьютерам, что не представляем своей жизни без них. Эти жужжащие ящики на наших столах собраны из множества различных «железок». Интересно отметить, что ни один из этих составных «кирпичиков» сам по себе не может похвастаться теми свойствами, которыми обладает компьютер.

А собранные вместе, они являют собой нечто совершенно уникальное!

Какой кирпич не возьми – это только кусок обожженной глины; не сразу и понятно, к какому делу его – самого по себе - можно приспособить.

Это как дом, построенный из кирпичей.

Но несколько тысяч собранных определенным образом таких кусков глины - это жилище, которое защищает от непогоды и предоставляет крышу над головой.

Разумеется, можно пользоваться компьютером (и жить в доме) и не представлять себе, как эти штуки устроены.

Но если вы хотите научиться «лечить» ваши компьютеры, то придется разбираться, как устроены их составные части.

Поэтому сегодня мы поговорим об одном из компьютерных «кирпичиков» чуть более подробно. Мы попытаемся кратко познакомиться с тем, что такое полупроводниковые диоды и зачем они нужны.

Что такое диод?

Диоды применяются в компьютерных блоках питания для выпрямления переменного тока.

Выпрямительный диод – это деталь, имеющая в своем составе соединенные вместе полупроводники двух типов – p-типа (positive – положительный) и n–типа (negative – отрицательный).

При их соединении (сплавлении) образуется так называемый p-n переход. Этот переход обладает разным сопротивлением при различной полярности приложенного напряжения.

Если напряжение приложено в прямом направлении (положительная клемма источника напряжения подключена к p-полупроводнику - аноду, а отрицательная – к n-полупроводнику - катоду), то сопротивление диода невелико.

В этом случае говорят, что диод открыт. Если полярность подключения изменить на противоположную, то сопротивление диода будет очень большим. В таком случае говорят, что диод закрыт (заперт).

Когда диод открыт, то на нем падает какое-то напряжение.

Это падение напряжения создается протекающим через диод так называемым прямым током и зависит от величины этого тока.

Причем зависимость эта нелинейная.

Конкретное значение падения напряжения в зависимости от протекающего тока можно определить по вольт-амперной характеристике.

Эта характеристика обязательно приводится в полном техническом описании (data sheets, справочных листах).

Например, на распространенном диоде 1N5408, применяемом в компьютерном блоке питания, при изменении тока от 0,2 до 3 А падение напряжения изменяется от 0,6 до 0,9 В. Чем больше протекающий через диод ток, тем больше падение напряжения на нем и, соответственно, рассеиваемая на нем мощность (P = U * I). Чем большая мощность рассеивается на диоде, тем сильнее он греется.

В компьютерном блоке питания при выпрямлении сетевого напряжения применяется обычно мостовая схема выпрямления – 4 диода, включенные определенным образом.

Если клемма 1 имеет положительный относительно клеммы 2 потенциал, то ток пойдет через диод VD1, нагрузку и диод VD3.

Если клемма 1 имеет отрицательный клеммы 2 потенциал, то ток потечет через диод VD2, нагрузку и диод VD4. Таким образом, ток через нагрузку хоть и меняется по величине (при переменном напряжении), но протекает всегда в одном направлении – от клеммы 3 к клемме 4.

В этом и заключается эффект выпрямления. Если бы не было диодного моста – ток по нагрузке протекал бы в разных направлениях. С мостом же он протекает в одном. Такой ток называется пульсирующим.

В курсе высшей математики доказывается, что пульсирующее напряжение содержит в себе постоянную составляющую и сумму гармоник (частот, кратных основной частоте переменного напряжения 50 Герц). Постоянная составляющая выделяется фильтром (конденсатором большой емкости), который не пропускает гармоники.

Выпрямительные диоды присутствуют и в низковольтной части блока питания. Только схема включения состоит там не из 4-х диодов, а из двух.

Внимательный читатель может спросить: «А почему это используются разные схемы включения? Нельзя ли применить диодный мост и в низковольтной части?»

Можно, но это будет не лучшее решение. В случае диодного моста ток проходит через нагрузку и два последовательно включенных диода.

В случае использования диодов 1N5408 общее падение напряжения на них может составить величину 1,8 В. Это очень немного по сравнению с сетевым напряжением 220 В.

А вот если такая схема будет применена в низковольтной части, то это падение будет весьма заметным по сравнению с напряжениями +3,3, +5 и +12 В. Применение схемы из двух диодов уменьшает потери вдвое, так как последовательно с нагрузкой включен один диод, а не два.

К тому же, ток во вторичных цепях блока питания гораздо больше (в разы), чем в первичной.

Следует отметить, для этой схемы трансформатор должен иметь две одинаковые обмотки, а не одну. Схема выпрямления из двух диодов использует оба полупериода переменного напряжения, также как и мостовая.

Если потенциал верхнего конца вторичной обмотки трансформатора (см схему) положителен по отношению к нижнему, то ток протекает через клемму 1, диод VD1, клемму 3, нагрузку, клемму 4 и среднюю точку обмотки. Диод VD2 в это время заперт.

Если потенциал нижнего конца вторичной обмотки положителен по отношению к верхнему, то ток протекает через клемму 2, диод VD2, клемму 3, нагрузку, клемму 4 и среднюю точку обмотки. Диод VD1 в это время заперт. Получается тот же пульсирующий ток, что и при мостовой схеме.

Теперь давайте покончим со скучной теорией и перейдем к самому интересному – к практике.

Для начала скажем, что перед началом проверки диодов, хорошо бы ознакомиться с тем, как работать с цифровым тестером.

Об этом рассказывается в соответствующих статьях здесь, здесь и здесь.

Диод на электрических схемах изображается символически в виде треугольника (стрелочки) и палочки.

Палочка – это катод, стрелочка (она указывает направление тока, т.е. движения положительных зарядов) – анод.

Проверить диодный мост можно цифровым тестером, установив переключатель работы в положении проверки диодов (указатель переключателя диапазонов тестера должен стоять напротив символического изображения диода).

Если присоединить красный щуп тестера к аноду, а черный - к катоду отдельного диода, то диод будет открыт напряжением с тестера.

Дисплей покажет величину 0,5 – 0,6 В.

Если изменить полярность щупов, диод будет заперт.

Дисплей при этом покажет единицу в крайнем левом разряде.

Диодный мост часто имеет символическое обозначение вида напряжения на корпусе (~ переменное напряжение, +, - постоянное напряжение).

Диодный мост можно проверить, установив один щуп на одну из клемм «~», а второй – поочередно на выводы «+» и «-».

При этом один диод будет открыт, а другой закрыт.

Если поменять полярность щупов – то тот диод, который был закрыт, теперь откроется, а другой закроется.

Следует обратить внимание на то, что катод – это плюсовой вывод моста.

Если какой-то из диодов закорочен, тестер покажет нулевое (или очень небольшое напряжение).

Такой мост, естественно, непригоден для работы.

В закоротке диода можно убедиться, если тестировать диоды в режиме измерения сопротивления.

При закороченном диоде тестер покажет небольшое сопротивление в обоих направлениях.

Как уже говорилось, во вторичных цепях используется схема выпрямления из двух диодов.

Но даже на одном диоде падает достаточно большое напряжение по сравнению с выходными напряжениями +12 В, +5 В, +3,3 В.

Токи потребления могут достигать 20 А и более, и на диодах будет рассеиваться большая мощность.

Вследствие этого они будут сильно греться.

Мощность рассеяния уменьшится, если будет меньшим прямое напряжение на диоде.

Поэтому в таких случаях применяют так называемые диоды Шоттки, у которых прямое падение напряжения меньше.

Диоды Шоттки

Диод Шоттки состоит не из двух различных полупроводников, а из металла и полупроводника.

Получающийся при этом так называемый потенциальный барьер будет меньше.

В компьютерных блоках питания применяют сдвоенные диоды Шоттки в трехвыводном корпусе.

Типичным представителем такой сборки является SBL2040. Падение напряжения на каждом из ее диодов при максимальном токе не превысит (по даташиту) 0,55 В. Если проверить ее тестером (в режиме проверки диодов), то он покажет величину около 0,17 В.

Меньшая величина напряжения обусловлена тем, что через диод протекает очень небольшой ток, далекий от максимального.

В заключение скажем, что у диода есть такой параметр, как предельно допустимое обратное напряжение. Если диод заперт – к нему приложено обратное напряжение. При замене диодов надо учитывать эту величину.

Если в реальной схеме обратное напряжение превысит предельно допустимое – диод выйдет из строя!

Диод – важная «железка» в электронике. Чем бы еще мы выпрямляли напряжение?

На сегодня все. Надеюсь, вам было интересно.

С вами был Виктор Геронда.

До встречи на блоге!

vsbot.ru

Полярность - диод - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Полярность - диод

Cтраница 1

Полярность диодов определяется тестером.  

Полярность диодов КИПД 02А - 1К, КИПД02Б - 1К указывается на чертеже; остальные диоды имеют обратную полярность.  

Изменив полярность диода и источника опорного напряжения, можно получить ограничение снизу.  

Только там иная полярность диодов и включены они непосредственно в плечи выпрямительного моста, а здесь они заменены изображением диода внутри квадрата, символизирующим выпрямительный мост. Если захочешь проследить весь путь тока, выпрямленного диодами V1 - V4, впиши их в стороны квадрата.  

Для измерения отрицательного пикового значения полярность диодов должна быть обратной.  

Другой тип усилительных схем основан на эффекте накопления неосновных носителей заряда, которое возникает при изменении полярности диода с прямого направления на обратное. Гь который питает его напряжением сигнала в ви-де импульсов.  

Зная полярность омметра, легко определить полярность диода, так как в том случае, когда омметр показывает минимальное сопротивление, полярности диода и омметра совпадают.  

Полярность диода выбирается такой, чтобы он пропускал ток в полупериоды обратной полярности.  

Выпускаются в стеклянном корпусе с гибкими выводами. Полярность диода обозначается желтой точкой на корпусе вблизи положительного (анодного) вывода. Тип диода приводится на дополнительной таре.  

Маркируются цветовыми точками на корпусе: АЛ336А - одной красной, АЛ336Б - двумя красными, АЛ336В - одной зеленой, АЛ336Г - двумя зелеными, АЛ336Д - одной желтой, АЛ336Е - двумя желтыми, АЛ336Ж - тремя желтыми, АЛ336И - одной белой, АЛ336К - одной черной. Полярность диодов АЛ336А, АЛ336Б и АЛ336К указывается на чертеже. Диоды АЛ336В - АЛ336И имеют обратную полярность.  

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Светодиод - это разновидность диода, поэтому при подключении он требует не только ограничения тока, но и соблюдения полярности. Но в явном виде она на корпусе детали нигде не указана, и её придётся определять по косвенным признакам. Автор Instructables под ником Nikus знает целых пять таких признаков. Теперь их узнаете и вы.

Как и электроды обычного диода, электроды светодиода называются анодом и катодом. Первый из них соответствует плюсу, второй - минусу. При прямой полярности светодиод действует как стабистор: открывается при небольшом напряжении, зависящем от цвета (чем меньше длина волны, тем оно больше). Только в отличие от стабистора, он при этом светится. При обратной же полярности он ведёт себя как стабилитрон, открываясь при значительно большем напряжении. Но этот режим для светодиода - нештатный: производитель не гарантирует, что изделие не выйдет из строя, даже если ток ограничить, да и света вы никакого не получите.

Если светодиод вами ниоткуда не выпаян, а куплен новым, один вывод у него длиннее другого. Думаете, это результат не очень аккуратного изготовления? Nikus другого мнения. Тот вывод, который длиннее, соответствует плюсу, т.е., аноду. Вот и весь секрет!

Но самодельщики не очень часто используют новые светодиоды. Что ж, есть и такой признак, который при впайке, укорачивании выводов и последующей выпайке детали не исчезает. Непосвящённым и он кажется небольшим производственным дефектом. Нет, он тоже неспроста: небольшой плоский участок на цилиндническом корпусе, как будто надфилем случайно сточили. Оказывается, не случайно. Эта метка расположена рядом с отрицательным выводом - катодом.

Также Nikus советует заглянуть внутрь светодиода. Сломать? Вовсе нет. Матовые светодиоды практически исчезли с рынка, остались прозрачные, позволяющие разглядеть сбоку внутреннюю структуру. С выводами соединены две плоские пластины, и они тоже разных размеров. Большая держит чашечку с кристаллом, маленькая - волосок, соединённый с кристаллом сверху. Чашечка - минус, волосок - плюс.

Редкий самодельщик обходится без приборов-помощников, вот и Nikus купил себе недорогой мультиметр.

Среди прочих режимов, у него есть режим проверки диодов.

При подключении обычного диода в правильной полярности прибор показывает в этом режиме прямое падение напряжения. У светодиода это падение всегда больше одного вольта, поэтому даже при правильном подключении показания дисплея не изменятся. Зато светодиод слегка засветится. Если щупы подключены к мультиметру правильно, то есть, чёрный - в гнездо COM, а красный - в гнездо VΩmA, красному щупу будет соответствовать плюс.

Со стрелочными тестерами сложнее. Те из них, которые питаются от одной 1,5-вольтовой батарейки, для проверки светодиодов не годятся. Те же, у которых напряжение питания составляет от 3 до 12 В, подходят, но у них в режиме омметра полярность напряжения на щупах часто обратная. Проверить её можно другим прибором, работающим в режиме вольтметра. Только и на том и на другом подключите щупы правильно!

Nikus пишет, что носит с собой мультиметр повсюду, кроме бассейна. Вы же, скорее всего, так не делаете, а необходимость узнать полярность светодиода может возникнуть внезапно. На помощь придёт распространённая трёхвольтовая батарейка типоразмера 2016, 2025 или 2032. У новой батарейки напряжение без нагрузки может достигать 3,7 В, поэтому лучше взять слегка разряженную, примерно для 2,8 В, так лучше для светодиода.

Диоды относятся к категории электронных приборов, работающих по принципу полупроводника, который особым образом реагирует на приложенное к нему напряжение. С внешним видом и схемным обозначением этого полупроводникового изделия можно ознакомиться на рисунке, размещённом ниже.

Особенностью включения этого элемента в электронную схему является необходимость соблюдения полярности диода.

Дополнительное пояснение. Под полярностью подразумевается строго установленный порядок включения, при котором учитывается, где плюс, а где минус у данного изделия.

Эти два условных обозначения привязываются к его выводам, называемым анодом и катодом, соответственно.

Особенности функционирования

Известно, что любой полупроводниковый диод при подаче на него постоянного или переменного напряжения пропускает ток только в одном направлении. В случае обратного его включения постоянный ток не протекает, так как n-p переход будет смещён в непроводящем направлении. Из рисунка видно, что минус полупроводника располагается со стороны его катода, а плюс – с противоположного конца.

Особенно наглядно эффект односторонней проводимости может быть подтверждён на примере полупроводниковых изделий, называемых светодиодами и работающих лишь при условии правильного включения.

На практике нередки ситуации, когда на корпусе изделия нет явных признаков, позволяющих сразу же сказать, где у него какой полюс. Именно поэтому важно знать особые приметы, по которым можно научиться различать их.

Способы определения полярности

Для определения полярности диодного изделия можно воспользоваться различными приёмами, каждый из которых подходит для определённых ситуаций и будет рассмотрен отдельно. Эти методы условно делятся на следующие группы:

  • Метод визуального осмотра, позволяющий определиться с полярностью по имеющейся маркировке или характерным признакам;
  • Проверка посредством мультиметра, включённого в режим прозвонки;
  • Выяснение, где плюс, а где минус путём сборки несложной схемы с миниатюрной лампочкой.

Рассмотрим каждый из перечисленных подходов отдельно.

Визуальный осмотр

Этот способ позволяет расшифровать полярность по имеющимся на полупроводниковом изделии специальным меткам. У некоторых диодов это может быть точка или кольцевая полоска, смещённая в сторону анода. Некоторые образцы старой марки (КД226, например) имеют характерную заострённую с одной стороны форму, которая соответствует плюсу. С другого, совершенно плоского конца, соответственно, располагается минус.

Обратите внимание! При визуальном обследовании светодиодов, например, обнаруживается, что на одной из их ножек имеется характерный выступ.

По этому признаку обычно определяют, где у такого диода плюс, а где противоположный ему контакт.

Применение измерительного прибора

Самый простой и надёжный способ определения полярности – использование измерительного устройства типа «мультиметр», включённого в режим «Прозвонка». При измерении всегда нужно помнить, что на шнур в изоляции красного цвета от встроенной батарейки подаётся плюс, а на шнур в чёрной изоляции – минус.

После произвольного подсоединения этих «концов» к выводам диода с неизвестной полярностью нужно следить за показаниями на дисплее прибора. Если индикатор покажет напряжение порядка 0,5-0.7 Вольт – это значит, что он включён в прямом направлении, и та ножка, к которой подсоединён щуп в красной изоляции, является плюсовой.

В случае если индикатор показывает «единицу» (бесконечность), можно сказать, что диод включён в обратном направлении, и на основании этого можно будет судить о его полярности.

Дополнительная информация. Некоторые радиолюбители для проверки светодиодов используют панельку, предназначенную для измерения параметров транзисторов.

Диод в этом случае включается как один из переходов транзисторного прибора, а его полярность определяется по тому, светится он или нет.

Включение в схему

В крайнем случае, когда визуально определить расположение выводов не удаётся, а измерительного прибора под рукой не имеется, можно воспользоваться методом включения диода в несложную схему, изображённую на рисунке ниже.

При его включении в такую цепь лампочка либо загорится (это значит, что полупроводник пропускает через себя ток), либо нет. В первом случае плюс батарейки будет подключён к положительному выводу изделия (аноду), а во втором – наоборот, к его катоду.

В заключение отметим, что способов, как определить полярность диода, существует довольно много. При этом выбор конкретного приёма ее выявления зависит от условий проведения эксперимента и возможностей пользователя.

Видео

Полярность

- learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 45

Полярность диодов и светодиодов

Примечание: Мы будем иметь в виду поток тока относительно положительных зарядов (т. Е. Обычного тока) в цепи.

Диоды позволяют току течь только в одном направлении, и они всегда поляризованы . У диода два вывода. Положительная сторона называется анодом , а отрицательная - катодом .

Обозначение диодной цепи с маркировкой анода и катода.

Ток через диод может течь только от анода к катоду, что объясняет, почему важно, чтобы диод был подключен в правильном направлении. Физически каждый диод должен иметь какую-то индикацию анода или катода. Обычно диод имеет линию рядом с выводом катода , которая соответствует вертикальной линии в символе цепи диода.

Ниже приведены несколько примеров диодов. Верхний диод, выпрямитель 1N4001, имеет серое кольцо возле катода. Ниже на сигнальном диоде 1N4148 используется черное кольцо для маркировки катода. Внизу находится пара диодов для поверхностного монтажа, каждый из которых использует линию, чтобы отметить, какой вывод является катодом.

Обратите внимание на линии на каждом устройстве, обозначающие сторону катода, которые соответствуют линии на изображении выше.

Светодиоды

LED означает светоизлучающий диод , что означает, что, как и их диодные собратья, они поляризованы.Есть несколько идентификаторов для поиска положительных и отрицательных контактов на светодиодах. Вы можете попробовать найти более длинную ногу , которая должна указывать на положительный анодный штифт.

Или, если кто-то подрезал ножки, попробуйте найти плоский край на внешнем корпусе светодиода. Штифт, ближайший к плоскому краю , будет отрицательным катодным штифтом.

Могут быть и другие индикаторы. SMD-диоды имеют ряд идентификаторов анода / катода. Иногда проще всего проверить полярность с помощью мультиметра.Установите мультиметр в положение диода (обычно обозначается символом диода) и прикоснитесь каждым щупом к одной из клемм светодиода. Если светодиод горит, положительный датчик касается анода, а отрицательный датчик касается катода. Если он не загорается, попробуйте поменять зонды местами.

Полярность крошечного желтого светодиода для поверхностного монтажа проверяется с помощью мультиметра. Если положительный вывод касается анода, а отрицательный - катода, светодиод должен загореться.


Диоды, безусловно, не единственный поляризованный компонент. Есть масса деталей, которые не будут работать при неправильном подключении. Далее мы обсудим некоторые другие распространенные поляризованные компоненты, начиная с интегральных схем.


← Предыдущая страница
Что такое полярность?

Что такое катодный ток? (с изображением)

Есть два типа электронных или электрических устройств: те, которые обеспечивают питание, и те, которые используют энергию.В устройстве, которое подает питание, катод является положительным выводом, а анод - отрицательным выводом. Для устройств, которые используют питание, катод является отрицательной клеммой, а анод - положительной клеммой. Положительный катодный ток - это ток, который течет от катода, а отрицательный катодный ток течет в катод.

Электроны имеют отрицательный заряд и притягиваются к положительным зарядам.Это поток электронов через проводящий материал, который создает электрический ток, и электроны всегда текут от отрицательного к положительному. Следовательно, электроны имеют тенденцию течь из катода, который является отрицательной клеммой, в анод, который является положительной клеммой. Это несколько усложняет понимание катодного тока некоторых устройств, таких как диоды и батареи.

Батареи маркируются положительными и отрицательными клеммами, часто с использованием знака «плюс» (+) или «минус» (-).Эти ярлыки могут вводить в заблуждение. Ток от батареи - это положительный ток, то есть прямой ток, который покидает положительный полюс батареи, протекает через цепь и возвращается к отрицательной клемме батареи. Положительный полюс батареи фактически имеет отрицательный заряд и является катодом устройства. Катодный ток течет от положительной клеммы аккумулятора.

Электронные устройства, называемые диодами, имеют поляризованные выводы.Катод диода изготовлен из отрицательного материала, что означает, что в нем больше электронов, чем протонов. Он сопротивляется потоку электронов через него, потому что в материале уже есть избыток электронов. Анод противоположный, и в нем отсутствуют электроны, что облегчает попадание электронов в него. Когда количество электронов в положительном материале анода достигает определенного уровня, они преодолевают сопротивление отрицательного материала, и прямой или положительный катодный ток вытекает из катодного вывода диода.

Диод начнет проводить в обратном направлении, если напряжение станет достаточно высоким.В стандартном диоде этот обратный ток быстро вызывает необратимое повреждение диода. Специальные диоды, такие как стабилитроны и туннельные диоды, предназначены для проведения после того, как обратное напряжение достигнет определенного порога. Обратный или отрицательный катодный ток течет в диод через катод и выходит из анода.

Вакуумные лампы несколько отличаются по принципу действия.Электроны попадают в катод устройства и собираются на электроде в вакууме трубки. По мере роста отрицательного заряда на электроде электроны покидают электрод и перетекают к более положительно заряженному аноду. Это вызывает протекание положительного тока от анодного вывода трубки. В этом случае катодный ток является отрицательным и течет в устройство, а не из него.

17.2: Электролиз - Химия LibreTexts

Типичная электролитическая ячейка может быть изготовлена, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Два электрических проводника (, электроды, ) погружены в жидкость, подлежащую электролизу. Эти электроды часто изготавливаются из инертного материала, такого как нержавеющая сталь, платина или графит. Жидкость, подлежащая электролизу, должна быть способна проводить электричество, поэтому обычно это водный раствор электролита или расплавленное ионное соединение. Электроды подключены проводами к батарее или другому источнику постоянного тока.Этот источник тока можно рассматривать как «электронный насос», который забирает электроны с одного электрода и выталкивает их на другой электрод. Электрод, с которого удаляются электроны, становится положительно заряженным, в то время как электрод, к которому они подводятся, имеет избыток электронов и отрицательный заряд.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): электролитическая ячейка. Батарея откачивает электроны от анода (делая его положительным) в катод (делая его отрицательным). Положительный анод притягивает к себе анионы, а отрицательный катод притягивает к себе катионы.Электрический ток переносится электронами в проводе и электродах, но он переносится анионами и катионами, движущимися в противоположных направлениях в самой ячейке. Поскольку анод может принимать электроны, на этом электроде происходит окисление. Катод является донором электронов и может вызвать восстановление. из Википедии (кредит XXX).

Отрицательно заряженный электрод притягивает к себе положительные ионы (катионы) из раствора. Он может отдавать часть своих избыточных электронов таким катионам или другим частицам в жидкости, подвергаемой электролизу.Следовательно, этот электрод фактически является восстановителем. В любом электрохимическом элементе (электролитическом или гальваническом) электрод, на котором происходит восстановление , называется катодом .

Положительный электрод, с другой стороны, притягивает к себе отрицательные ионы (анионы). Этот электрод может принимать электроны от этих отрицательных ионов или других частиц в растворе и, следовательно, ведет себя как окислитель. В любой электрохимической ячейке анод - это электрод, на котором происходит окисление .Простой способ запомнить, какой электрод - это то, что анод и окисление начинаются с гласных, в то время как катод и восстановление начинаются с согласных.

На следующем видео показан этот процесс в нейтральном водном растворе с некоторыми присутствующими электролитами.

В качестве примера того, как электролиз может вызвать химическую реакцию, предположим, что мы пропускаем постоянный электрический ток через 1 M HCl. Ионы H 3 O + в этом растворе будут притягиваться к катоду, а ионы Cl - будут мигрировать к аноду.{-} (aq) \ rightarrow \ text {H} _2 (g) + \ text {Cl} _2 (g) + \ text {2H} _2 \ text {O} (l) \]

Чистая реакция [Уравнение \ (\ ref {3} \)] - это , обратная спонтанной комбинации H 2 ( г, ) с Cl 2 ( г, ) с образованием HCl ( водн ). Такой результат справедлив для электролиза в целом: электрический ток , подаваемый извне системы, вызывает несамопроизвольную химическую реакцию. {-} \]

Однако Li + - очень плохой акцептор электронов, и поэтому очень трудно заставить выполняться уравнение \ (\ ref {5} \).{-} \ label {8} \]

Общее уравнение можно получить, умножив уравнение \ (\ ref {7 } \ ) на 2, добавив его к уравнению \ (\ ref {8} \) и сложив H + с OH - , чтобы получить H 2 O:

\ [\ text {2H} _2 \ text {O} (l) \ rightarrow \ text {2H} _2 (g) + \ text {O} _2 (g) \]

На следующем видео показан процесс электролиза воды с использованием серной кислоты в качестве моста для передачи заряда. После завершения электролиза идентичность образующихся газов проверяется с помощью тестов на горючие шины.

Таким образом, этот электролиз обращает спонтанную комбинацию H 2 и O 2 с образованием H 2 O. При обсуждении окислительно-восстановительных реакций мы упоминаем несколько окислителей, например, которые достаточно сильны, чтобы окислять H 2 O. В то же время мы описываем восстановители, которые достаточно сильны для восстановления H 2 O, такие как щелочные металлы и более тяжелые щелочноземельные металлы. Как правило, такие вещества не могут быть получены электролизом водных растворов, поскольку вместо этого H 2 O окисляется или восстанавливается.Вещества, которые подвергаются спонтанной окислительно-восстановительной реакции с H 2 O, обычно получают электролизом расплавов солей или в каком-либо другом растворителе. Однако из этого правила есть некоторые исключения, поскольку некоторые электродные реакции протекают медленнее, чем другие. Например, используя таблицу 11.5, мы можем предсказать, что H 2 O является лучшим восстановителем, чем Cl -.

Следовательно, можно ожидать, что O 2 , а не Cl 2 , будет получен путем электролиза 1 M HCl, что противоречит уравнению \ (\ ref {1} \).Оказывается, что O 2 образуется медленнее , чем Cl 2 , и последний пузырится из раствора до того, как H 2 O может быть окислен. По этой причине Таблицу 1 из раздела Редокс-пары не всегда можно использовать для прогнозирования того, что произойдет при электролизе.

The Cell Potential - Chemistry LibreTexts

Батарейки в вашем пульте дистанционного управления и двигатель в вашем автомобиле - лишь пара примеров того, как химические реакции создают энергию через поток электронов.Потенциал ячейки - это способ, которым мы можем измерить, сколько напряжения существует между двумя половинными ячейками батареи. Мы объясним, как это делается и какие компоненты позволяют нам определить напряжение, которое существует в электрохимической ячейке.

Введение

Потенциал ячейки \ (E_ {cell} \) - это мера разности потенциалов между двумя полуячейками в электрохимической ячейке. Разность потенциалов вызвана способностью электронов переходить из одной половины ячейки в другую.Электроны могут перемещаться между электродами, потому что химическая реакция является окислительно-восстановительной. Окислительно-восстановительная реакция происходит, когда одно вещество окисляется, а другое восстанавливается. Во время окисления вещество теряет один или несколько электронов и, таким образом, становится положительно заряженным. И наоборот, при восстановлении вещество приобретает электроны и становится отрицательно заряженным. Это относится к измерению потенциала ячейки, потому что разница между потенциалом окисления восстанавливающего агента и восстановления окисляющего агента будет определять потенциал ячейки.Потенциал ячейки (E , ячейка ) измеряется в напряжении (В), что позволяет нам присвоить определенное значение потенциалу ячейки.

Электрохимическая ячейка

Электрохимическая ячейка состоит из двух половинных ячеек. В одной половине ячейки происходит окисление металлического электрода, а в другой половине ячейки - восстановление ионов металла в растворе. Полуячейка по существу состоит из металлического электрода из определенного металла, погруженного в водный раствор ионов того же металла.Электрод соединен с другой половиной ячейки, которая содержит электрод из некоторого металла, погруженного в водный раствор последующих ионов металла. Первая половина ячейки в этом случае будет отмечена как анод. В этой полуячейке атомы металла в электроде окисляются и присоединяются к ионам других металлов в водном растворе. Примером этого может быть медный электрод, в котором атомы Cu в электроде теряют два электрона и становятся Cu 2 + .

Ионы Cu 2 + затем присоединятся к водному раствору, который уже имеет определенную молярность ионов Cu 2 + .Электроны, потерянные атомами Cu в электроде, затем переносятся во вторую половину ячейки, которая будет катодом. В этом примере мы предположим, что вторая половина ячейки состоит из серебряного электрода в водном растворе ионов серебра. По мере прохождения электронов к электроду Ag, ионы Ag + в растворе восстанавливаются и превращаются в атом Ag на электроде Ag. Чтобы сбалансировать заряд с обеих сторон ячейки, полуячейки соединены солевым мостиком.Когда анодная полуячейка становится перегруженной ионами Cu 2 + , отрицательный анион соли входит в раствор и стабилизирует заряд. Точно так же в катодной полуячейке, когда раствор становится более отрицательно заряженным, катионы из солевого мостика будут стабилизировать заряд.

Как это связано с потенциалом клетки?

Для того, чтобы электроны переносились от анода к катоду, должен существовать какой-то энергетический потенциал, который делает это явление благоприятным.Потенциальная энергия, которая управляет окислительно-восстановительными реакциями, участвующими в электрохимических ячейках, является потенциалом окисления анода и потенциалом восстановления катода. Электроны, участвующие в этих элементах, будут падать с анода, который имеет более высокий потенциал окисления, до катода, который имеет более низкий потенциал окисления. Это аналогично падению камня со скалы, в котором камень падает с более высокой потенциальной энергии на более низкую потенциальную энергию.o указывает на то, что эти потенциалы верны только при концентрации 1 M и давлении 1 бар. Если условия другие, необходимо применять поправку, называемую «уравнением Нернста».

Ячейка электрохимическая

Вот список всех компонентов:

  1. Две полуэлементы
  2. Два металлических электрода
  3. Вольтметр один
  4. Один солевой мостик
  5. Два водных раствора на каждую половину ячейки

Все эти компоненты составляют электрохимическую ячейку.

Как измерить потенциал клетки?

На изображении выше изображена электрохимическая ячейка. Вольтметр золотого цвета на самом верху - это то, что измеряет напряжение ячейки или количество энергии, производимой электродами. Это показание вольтметра называется напряжением электрохимической ячейки. Это также можно назвать разностью потенциалов между половинками ячеек, E , ячейка . Вольт - это количество энергии для каждого электрического заряда; 1V = 1J / C: V = напряжение, J = джоуль, C = кулон.Напряжение - это в основном то, что заставляет электроны двигаться. Если есть высокое напряжение, это означает, что электроны движутся сильно. Вольтметр считывает перенос электронов от анода к катоду в джоулях на кулон.

Схема ячеек

Изображение выше называется диаграммой ячеек. Диаграмма ячейки представляет собой общую реакцию в электрохимической ячейке. Вовлеченные химические вещества - это то, что на самом деле вступает в реакцию во время реакций восстановления и окисления.(Ионы-зрители не учитываются). На диаграмме ячейки анодная полуячейка всегда пишется в левой части диаграммы, а в катодной полуячейке всегда пишется в правой части диаграммы. Как анод, так и катод разделены двумя вертикальными линиями (II), как видно на синем облаке выше. Электроды (желтые кружки) анодного и катодного растворов разделены одной вертикальной линией (l). Когда в водном растворе присутствует больше химикатов, они добавляются к диаграмме, добавляя запятую, а затем химическое вещество.o_ {Ox}, эти два подхода эквивалентны.

Пример стандартного потенциала ячейки

В примере будет использоваться изображение диаграммы ячеек меди и серебра. Полуячейка окисления окислительно-восстановительного уравнения:

Cu (s) → Cu 2 + (водн.) + 2e - E o Ox = -0,340 В

, где мы отрицали потенциал восстановления E o Red = 0,340 В, что является величиной, которую мы нашли из списка стандартных потенциалов восстановления, чтобы найти потенциал окисления E o Ox .Половина редуктора:

(Ag + + e - → Ag (s)) x2 E o Красный = 0,800 В

, где мы умножили химическое уравнение восстановления на два, чтобы сбалансировать счетчик электронов , но мы не удвоили E o Red , поскольку значения E o даны в единицах напряжения . Напряжение - это энергия на заряд, а не энергия на реакцию, поэтому не нужно учитывать количество реакций, необходимых для производства или потребления количества заряда, которое вы используете для балансировки уравнения.Суммируя химические уравнения, можно найти:

Cu (т.) + 2Ag + + 2e - → Cu 2 + (водн.) + 2Ag (т.) + 2e -

и упрощенный, чтобы найти общую реакцию:

Cu (т.) + 2Ag + → Cu 2 + (водн.) + 2Ag (т.)

, где можно суммировать потенциалы полуэлементных реакций

E o Ячейка = E o Красный, катод + E o Ox, анод

E o Ячейка = 0.o_ {Ox} мы могли бы сделать то же самое, взяв разность потенциалов восстановления, где отсутствующее или двойное отрицание объясняет тот факт, что реверс реакции восстановления - это то, что на самом деле происходит.

E o Ячейка = E o Красный, катод -E o Красный, анод

E o Ячейка = 0,800 В - 0,340 В

E o Ячейка = 0,460 В

Важные стандартные электродные (восстановительные) потенциалы

В таблице ниже представлен список важных стандартных электродных потенциалов в состоянии восстановления.Чтобы определить электроды окисления, уравнение восстановления можно просто перевернуть, а его потенциал изменить с положительного на отрицательный (и наоборот). При использовании нижеприведенных полуячеек вместо изменения потенциала можно использовать приведенное ниже уравнение без изменения любого из потенциалов с положительного на отрицательный (и наоборот):

E o Ячейка = E o Красный, катод - E o Красный, анод

Таблица: полуреакция восстановления Eo, V
Кислый раствор
F 2 (г) + 2e - → 2 F - (водн.) +2.866
O 3 (г) + 2H + (водн.) + 2e - → O 2 (г) + H 2 O (л) +2,075
S 2 O 8 2 - (водн.) + 2e - → 2SO 4 2 - (водн.) +2.01
H 2 O 2 (водн.) + 2H + (водн.) + 2e - → 2H 2 O (л) +1.763
MnO 4 - (водн.) + 8H + (водн.) + 5e - → Mn 2 + (водн.) + 4H 2 O (л) +1,51
PbO 2 (s) + 4H + (водн.) + 2e - → Pb 2 + (водн.) + 4H 2 O (l) +1,455
Cl 2 (г) + 2e - → 2Cl - (водн.) +1.358
Cr 2 O 7 2 - (водн.) + 14H + (водн.) + 6e - → 2Cr 3 + (водн.) + 7H 2 O (л) +1,33
MnO 2 (s) + 4H + (водн.) + 2e - -> Mn 2 + (водн.) + 2H 2 O (l) +1,23
O 2 (г) + 4H + (водн.) + 4e - → 2H 2 O (л) +1.229
2IO 3 - (водн.) + 12H + (водн.) + 10e - → I 2 (с) + 6H 2 O (л) +1,20
Br 2 (л) + 2e - → 2Br - (водн.) +1.065
NO 3 - (водн.) + 4H + (водн.) + 3e - → NO (г) + 2 H 2 O (л) +0.956
Ag + (водн.) + E - → Ag (s) +0,800
Fe 3 + (водн.) + E - → Fe 2 + (водн.) +0,771
O 2 (г) + 2H + (ag) + 2e - → H 2 O 2 (водн.) +0,695
I 2 (s) + 2e - → 2I - (водн.) +0.535
Cu 2 + (водн.) + 2e - → Cu (s) +0,340
SO 4 2 - (вод.) + 4H + (вод.) + 2e - → 2H 2 O (л) + SO 2 (г) +0,17
Sn 4 + (водн.) + 2e - → Sn 2 + (водн.) +0.154
S (s) + 2H + (водн.) + 2e - → H 2 S (г) +0,14
2H + (водн.) + 2e - → H 2 (г) 0
Pb 2 + (водн.) + 2e - → Pb -0,125
Sn 2 + (водн.) + 2e - → Sn (s) -0.137
Fe 2 + (водн.) + 2e - → Fe (s) -0,440
Zn 2 + + 2e - → Zn (s) -0,763
Al 3 + (водн.) + 3e - → Al (s) -1,676
Mg 2 + (водн.) + 2e - → Mg (s) -2.356
Na + (водн.) + E - → Na (s) -2,713
Ca 2 + (водн.) + 2e - → Ca (s) -2,84
К + (водн.) + Е - → К (т) -2,924
Li + (водн.) + E - → Li (s) -3,040
Базовое решение
O 3 (водн.) + H 2 O (л) + 2e - → O 2 (г) + 2OH - (водн.) +1.246
OCl - (водн.) + H 2 O (л) + 2e - → Cl - (водн.) + 2OH - (водн.) +0,890
O 2 (г) + 2H 2 O (л) + 4e - → 4OH - (водн.) +0,401
2H 2 O (л) + + 2e - → H 2 (водн.) + 2OH - (водн. {2 +} \), является катодом, это половина ячейки, в которой происходит восстановление.Следовательно, эта половина ячейки имеет более высокий потенциал для восстановления.
  • Окислительно-восстановительная реакция.
  • Потенциал элемента измеряется в вольтах (= Дж / Кл). Это можно измерить с помощью вольтметра.
  • Мы можем разделить уравнение чистой ячейки на два полууравнения.
    • Окисление: {Al (s) + 4OH - (водн.) → [Al (OH 4 )] - (водн.) + 3e - } x4; -E o =? Это то, что мы решаем.
    • Восстановление: {O 2 (г) + 2H 2 O (л) + 4e - → 4OH - (водн.)} X3 E o = +0.401V
    • Нетто: 4Al (s) + 3O 2 (г) + 6H 2 O (л) + 4OH - (водн.) → 4 [Al (OH) 4 ] - (водн.) E o ячейка = 2,71 В

    E o ячейка = 2,71 В = + 0,401 В - E o {Al (OH) 4 ] - (водн.) / Al (s)}

    E o {[Al (OH) 4 ] - (водн.) / Al (s)} = 0,401 В - 2,71 В = -2,31 В

    Подтвердите это в таблице стандартных восстановительных потенциалов

    Список литературы

    1. Петруччи, Харвуд, Сельдь и Мадура.Общая химия: принципы и современные приложения. 9 изд. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Pearson Education, 2007.

    Авторы и авторство

    • Кэтрин Барретт, Джанна Наварро, Джозеф Корессел, Джастин Кон

    Как работают батарейки?

    Как работают батарейки?

    Как работают батарейки?

    Электричество, как вы, наверное, уже знаете, это поток электронов. через токопроводящую дорожку, как провод.Этот путь называется цепью .

    Батареи состоят из трех частей: анода (-), катода (+), и электролит . Катод и анод (положительный и отрицательный стороны на обоих концах традиционной батареи) подключены к электрическому схема.

    Химические реакции в батарее вызывают накопление электронов на аноде. Это приводит к электрической разнице между анодом и катод.Вы можете думать об этой разнице как о нестабильном накоплении электроны. Электроны хотят перестроиться, чтобы избавиться от этой разницы. Но они делают это определенным образом. Электроны отталкиваются друг от друга и пытаются уйти в место с меньшим количеством электронов.

    В батарее единственное место, куда нужно идти, - это катод. Но электролит не позволяет электронам идти прямо от анода к катоду внутри батареи. Когда цепь замкнута (провод соединяет катод и анод) электроны смогут попасть на катод.На картинке выше электроны проходят по проводу, зажигая лампочку вдоль способ. Это один из способов описания того, как электрический потенциал вызывает появление электронов. протекать по контуру.

    Однако эти электрохимические процессы изменяют химические вещества. в аноде и катоде, чтобы они перестали подавать электроны. Итак, есть ограниченное количество энергии, доступной в батарее.

    Когда вы перезаряжаете аккумулятор, вы меняете направление потока электронов с помощью другого источника энергии, например солнечных батарей.В электрохимические процессы происходят в обратном порядке, и анод и катод восстанавливаются в исходное состояние и снова может обеспечить полную мощность.


    Что есть батареи?
    Что это энергия?

    Что такое схема?
    Что такое электрон?
    Что такое поток электронов?
    Что такое DS1 срок службы батареи?
    Что значит электрически заряженный?
    Как атомы заряжены?

    Где энергия приходит и уходит?


    Понимание анодной и катодной стимуляции

    Практикуете ли вы нейрофизиологию в хирургии, в лаборатории или в клинике, вы, вероятно, ежедневно используете электрическую стимуляцию для активации нервной системы.Как вы, вероятно, знаете, стимуляция катодная лучше всего работает в некоторых приложениях, а стимуляция анодная лучше всего работает в других приложениях.

    Вооружившись этими знаниями, вы точно знаете, где разместить электроды на теле и куда подключить эти электроды - черный на катоде (-) и красный на аноде (+). Но какая разница? Что такое анодная или катодная стимуляция и почему в некоторых приложениях одна из них работает лучше, чем другая?

    Сегодня я надеюсь ответить на некоторые из этих вопросов для вас, потому что я считаю, что понимание полярности стимулов важно, и это сделает вас лучшим нейрофизиологом.

    Прежде чем мы поговорим о том, как работают стимуляторы , важно иметь общее представление о том, как работает батарея .

    Как работает аккумулятор

    Правильный термин для того, что мы часто называем «батареей», - это «элемент», но я собираюсь использовать слово «батарея» для простоты. Итак, аккумулятор является устройством разделения заряда. Он накапливает электрическую энергию, разделяя катионы , и анионы , на два отдельных отсека или терминала (рис. 1).

    • Катионы - положительно заряженные ионы (+).
    • Анионы - отрицательно заряженные ионы (-).

    Если вы обратитесь к иллюстрации на Рисунке 1, вы увидите, что одна клемма батареи содержит избыток катионов (+), и это положительная клемма (+) . Поскольку он содержит катионов (+), положительный (+) вывод батареи называется катодом (+).Другая клемма батареи содержит избыток анионов (-), и это отрицательная клемма (-). Поскольку он содержит анионов (-), отрицательная (-) клемма батареи называется анодом (-).

    Когда аккумулятор подключен к нагрузке , в данном случае от лампочки, устройство питается от протекающего тока. Обычный ток предполагает, что ток течет от положительной клеммы, через цепь к отрицательной клемме.Это была конвенция , выбранная во время открытия электричества, но они ошибались! Скорее, Электрический ток - это то, что на самом деле происходит, когда электроны (-) выходят из отрицательной клеммы (анода) через цепь и попадают в положительную клемму (катод).

    Главное сообщение заключается в том, что в батарее ток течет от анода к катоду. Чтобы узнать больше об аккумуляторах, перейдите сюда.

    Как работает электростимулятор

    В электрическом стимуляторе поток анионов (-) и катионов (+) контролируется механикой схемы внутри стимулятора.Стимулятор уникален тем, что катод является отрицательным полюсом (-), потому что он разряжает анионы (-), а анод является положительным полюсом (+), потому что он разряжает катионы (+). В конце концов, это фундаментальное различие между батареей и стимулятором.

    В зависимости от того, как мы настроим полярность , стимулятор будет выбрасывать катионы или анионы в стимулируемую часть тела.

    При катодной стимуляции анионы (-) разряжаются в тело, когда ток течет от катода (-) через ткань и обратно к аноду (+).

    В анодной стимуляции катионы (+) разряжаются в тело, когда ток течет от анода (+) через ткань и обратно к катоду (-).

    Теперь представим, что мы помещаем электрический стимулятор на поверхность кожи, а под ним проходит нервный пучок (рис. 2).Внутри нервного пучка находится одно нервное волокно (аксон), на котором мы сосредоточимся.

    В состоянии покоя внутренняя часть ячейки более отрицательна, чем внешняя часть ячейки. Это происходит потому, что количество отрицательных зарядов немного больше, чем положительных зарядов внутри клетки (внутриклеточное пространство), и немного большее количество положительных зарядов, чем отрицательных зарядов вне клетки (внеклеточное пространство). Из-за электрической разницы ячейка называется поляризованной - как и у магнита, одна сторона более положительная, а другая - отрицательная.Если бы электрический градиент внезапно изменился на противоположный, клетка была бы деполяризованной , и мы могли бы увидеть потенциал действия .

    Катодная стимуляция периферических нервов

    Когда мы используем термин катодная стимуляция , мы имеем в виду, что отрицательно заряженные анионы (-) текут от катода в ткань и обратно к аноду (рис. 3). Когда электрический ток течет от катода к аноду, отрицательные заряды (анионы) имеют тенденцию накапливаться на внешней поверхности нервной мембраны, поскольку они будут отталкиваться отрицательно заряженным катодом.Это делает внешнюю часть мембраны более негативной. Следовательно, внутренняя часть мембраны становится более положительной из-за накопления положительных ионов внутри. Это приведет к деполяризации , , которая, если она будет достаточной по величине, приведет к потенциалу действия (нервный импульс или активация мышц).

    Рисунок 3 иллюстрирует активацию аксона под катодом. В результате стимуляции потенциал действия передается в обоих направлениях по длине нерва, начиная с катода.Но что-то интересное происходит под анодом! Весь отрицательный заряд из внеклеточного пространства притягивается к аноду, в результате чего внешняя часть ячейки становится чрезмерно электрически положительной по сравнению с внутренней частью ячейки. Таким образом, ячейка гиперполяризована под анодом, что означает, что ее очень и очень трудно активировать.

    Если вы примените приведенную выше информацию к SSEP срединного нерва (рисунок 4), то вы увидите, почему анод всегда дистально , а катод всегда проксимально .

    Что произойдет, если вы случайно перевернете электроды стимуляции при выполнении теста SSEP? Сложность, с которой вы можете столкнуться при попытке получить SSEP, объясняется феноменом анодной блокировки (рис. 3). Таким образом, когда концы биполярных электродов имеют ту же ориентацию, что и волокно, волокно будет деполяризовано под катодом и гиперполяризовано под анодом. Если гиперполяризация достаточно велика, потенциал действия, инициированный под катодом, может не распространяться через область гиперполяризации.В этом случае потенциал действия будет распространяться только в одном направлении. Хотя мы часто говорим о феномене анодной блокировки, вы не увидите этого в клиническом сценарии, если используете соответствующие параметры стимуляции. Для интраоперационного мониторинга ССВП следует использовать супрамаксимальную стимуляцию . Стимул высокой интенсивности преодолеет любые проблемы, которые могут возникнуть в результате анодной блокировки.

    Анодная стимуляция периферических нервов

    Когда мы используем термин анодная стимуляция , мы имеем в виду, что катионы (+) текут от анода в ткань и обратно к катоду (рис. 5).При воздействии на поверхность нерва анодный ток увеличивает концентрацию катионов (+) во внеклеточном пространстве под анодом. Это приведет к гиперполяризации , , что, как я только что упомянул, переводит клетку в состояние повышенного покоя. Итак, на рисунке 5 мы видим, что аксон нерва деактивируется (гиперполяризуется) под анодом.

    Важность ориентации клеток

    Во всех примерах, описанных до сих пор, ориентация ячейки под стимулятором была горизонтальной относительно ориентации анода и катода (рисунки 2-5).Обычно это происходит при стимуляции нервов в руках и ногах.

    Что произойдет, если ориентация ячейки будет вертикальной относительно ориентации анода и катода? Ответ заключается в том, что обычно все работает точно напротив тому, что мы только что обсудили относительно горизонтально ориентированных ячеек.

    Это становится особенно важным в головном мозге, где пирамидные клетки коры головного мозга ориентированы вертикально по отношению к поверхности, которую мы стимулируем.

    Анодная стимуляция коры головного мозга

    Электростимуляция коры головного мозга используется по многим причинам, но сегодня я собираюсь сосредоточиться на моторных вызванных потенциалах (МВП). Если вы используете электричество (в отличие от магнита), чтобы вызвать MEP в своей клинической практике, надеюсь, вы знаете следующий принцип:

    Независимо от того, стимулируете ли вы кожу головы над моторной корой головного мозга или напрямую стимулируете кортикальную поверхность, MEP всегда легче всего выявить и охарактеризовать при использовании анодной, монополярной стимуляции с последовательностью импульсов. С подкорковой стимуляцией все немного меняется, но это тема для другого дня.

    Начиная с Фрича и Хитцига (1870), многие исследователи показали, что монополярная стимуляция моторной коры более эффективна с анодом, чем с катодом. Кроме того, монополярная анодная стимуляция, по-видимому, напрямую активирует пирамидные клетки.

    Один из предложенных механизмов заключается в том, что анодный ток входит (и гиперполяризует) дендриты на поверхности мозга, затем уходит и деполяризует аксон или тело клетки.Один из способов подумать об этом показан на рис. 7.

    Анодная стимуляция - это просто инъекция положительно заряженных ионов под электрод. Поскольку противоположности притягиваются, отрицательно заряженные ионы мигрируют к самой поверхности коры под анодом. Вы можете думать об этом как о приемнике тока , и следствием этого является гиперполяризация апикальных дендритов пирамидной клетки. Чтобы компенсировать этот сток тока, источник тока , , , генерируется дистально, так что положительно заряженные ионы собираются вокруг другого конца пирамидальной ячейки.Это приводит к деполяризации (активации) тела клетки, бугорка аксона и начального сегмента аксона, образующего кортикоспинальный тракт.

    Конечно, не все так просто! Компьютерное моделирование рисует более сложную картину. Как показано на рисунке 8, нервная реакция на стимуляцию, вероятно, представляет собой сложный паттерн деполяризации и гиперполяризации по всей нейронной геометрии клетки, которая зависит от параметров стимуляции и положения нейронов относительно электрода.Ясно, что когда длинная ось клетки ориентирована вертикально относительно ориентации анодного стимулирующего электрода, компьютерное моделирование поддерживает гиперполяризацию апикальных дендритов и деполяризацию вокруг бугорка аксона.

    Все сводится к ориентации клетки!

    Подумайте об этом ... когда вы помещаете монополярный стимулирующий электрод над моторной корой и доставляете анодную стимуляцию, ваши самые низкие пороговые значения CMAP исходят от вертикально ориентированных клеток чуть ниже вашего электрода.Если вы делаете транскраниальную МВП, ваш электрод, вероятно, C3 или C4, верно? И электрод находится прямо над изображением моторного гомункула. Вам действительно нужно увеличивать интенсивность, чтобы получить MEP от ног, верно? Это связано с тем, что эти «ножные» клетки расположены глубоко в межполушарной щели и , клетки ориентированы горизонтально по отношению к анодному стимулирующему электроду. НО, если вы поменяете полярность и проведете катодную стимуляцию с одного и того же электрода, MEP от ног иногда будет легче вызвать, а руки станут более сложными.Этот феномен лучше всего работает, когда вы проводите стимуляцию около пороговой интенсивности. Вы можете использовать это для устранения неполадок ваших MEP. Если вы начинаете стимуляцию и получаете МВП от ног / ступней с меньшей интенсивностью, чем руки / кисти, то ваша полярность, вероятно, обратная.

    Ссылки

    • Fritsch GT, Hitzig E. 1870. Über die elektrische Erregbarkeit des Grosshirns. Arch Anat Physiol Med Wiss 300–32. Перевод в фон Бонине Г. 1960. Некоторые статьи о коре головного мозга.Спрингфилд (Иллинойс): Чарльз Томас.
    • Merrill DR, Bikson M, Jefferys JGR. Электрическая стимуляция возбудимой ткани: разработка эффективных и безопасных протоколов. J Neurosci Methods. 2005 15 февраля; 141 (2): 171-198.
    • Наир Д.Р., Берджесс Р., Макинтайр С.К., Людерс Х. Хронические субдуральные электроды в лечении эпилепсии. Clin Neurophysiol. 2008 Янв; 119 (1): 11-28. Epub 2007 26 ноября. Обзор.
    • Ranck JB Jr. Какие элементы возбуждаются при электростимуляции центральной нервной системы млекопитающих: обзор.Brain Res. 1975 21 ноября; 98 (3): 417-40. Рассмотрение.
    • Стефани С., Людерс ХО. Электростимуляция инвазивных электродов при вневисочной эпилепсии. В: Koubeissi MZ, Maciunas RJ, eds. Операция по удалению височной эпилепсии . Монруж, Франция: Евротекст Джона Либби; 2011. 261-313. Распечатать.

    Примечание. Эта статья была первоначально опубликована Ричардом Фогелем в 2015 году и переиздается здесь для членов ASNM. Содержание этого сообщения является работой автора и не обязательно отражает точку зрения ASNM.

    Что такое диоды? Проверка диодов и их применение

    Диоды - это электронные компоненты устройства, которые позволяют току более легко и плавно течь через любое устройство в определенном направлении. Он имеет два электрода, один известен как анод , а другой - катод. Полупроводниковые материалы , такие как Кремний и Германий , используются для производства диодов.

    Использование диодов

    Диоды используются для различных целей, например:

    • Выпрямитель
    • Регулятор напряжения
    • Переключатели
    • Осцилляторы
    • Ограничители, модуляторы и демодуляторы сигналов.

    Существует большое количество полупроводниковых диодов различных номиналов, которые используются в электронных схемах в соответствии с требованиями. Диоды бывают разной формы, размера и цвета.

    На рисунке ниже показана форма диода BY 127 , который может безопасно пропускать прямой ток 1 А с пиковым обратным напряжением 1000 В. Он зеленого цвета, и направление, в котором он может проходить, обозначено символом, как показано на рисунке. В этой же серии есть и другие диоды, такие как BY 118, и т. Д.

    На рисунке ниже показана форма диода 1N 4007 :

    Он может безопасно пропускать прямой ток 1 А с PIV 100 В. Это черный цвет. На одной стороне напечатана полоса серебристого цвета, которая показывает отрицательный конец (катод) диода. В той же серии другие диоды - 1N 4001, 1N 4002. 1N 4003, 1N 4004 и т. Д. Другой диод той же серии - 1N 5406 , который может пропускать ток 6А с PIV 200 В.

    На рисунке ниже показана форма диода OA 79 .Он изготовлен из прозрачного стекла. Красная отметка на корпусе (стрелка) обозначает положительный вывод. Другой диод той же серии - OA 80, OA 85 и т. Д.

    На рисунке ниже показана форма силового диода D 1604 N . Он имеет металлический корпус и может выдерживать большую мощность. Он может безопасно переносить ток 16 А с PIV 400 В. Другой силовой диод - 10 KLR 12 , который может выдерживать ток 10 А при PIV 1200 В.

    Проверка клемм диодов

    Если символ или отметка на корпусе диода, показывающая полярность вывода, отсутствует или стерта, то полярность вывода можно определить с помощью измерителя сопротивления или мультиметра.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *