Реактивные методы
1. Метод поляризации
Один из самых распространенных реактивных методов для определения активности металлов — метод поляризации. Он основан на принципе изменения потенциала анода или катода при электролизе.
Если металл обладает большей активностью, он будет становиться анодом, а металл с более низкой активностью — катодом. Таким образом, путем изменения электрического потенциала можно определить, какой металл является более активным.
2. Метод измерения электродного потенциала
Другим реактивным методом является измерение электродного потенциала металлов. Это можно сделать с помощью вольтметра, подключив его к металлическим электродам. Металл с более положительным потенциалом будет более активным.
3. Метод определения скорости коррозии
Скорость коррозии металла также может быть использована в качестве реактивного метода для определения активности металлов. Чем быстрее металл корродирует, тем более активным он считается. Для определения скорости коррозии можно использовать различные методы, такие как взвешивание металлических образцов и измерение потери массы в процессе коррозии.
4. Метод потенциального сканирования
Метод потенциального сканирования используется для определения активности металлов путем измерения их реакций на изменение потенциала. При сканировании потенциала в зависимости от времени можно проследить, какой металл начинает электрохимическую реакцию раньше, и, следовательно, считать его более активным.
Таким образом, реактивные методы позволяют определить, какой металл более активен путем измерения электрического потенциала, скорости коррозии и реакций на изменение потенциала. Эти методы являются эффективными инструментами для изучения активности металлов и применяются в различных областях, от науки до промышленности.
Почему нужно уметь отличать анод от катода
Определение «плюса» и «минуса» светодиода необходимо для проверки имеющейся пиктограммы там, где она отсутствует. Часто это случается на новых, «б-ушных», выпаянных из старых схем, диодах. В этом случае нет никакой гарантии, что производитель дешевых элементов не ошибся в их маркировке. Поэтому гарантии соответствия имеющейся маркировки никакой нет.
Подключение без проведения предварительного тестирования может завершиться пробивкой LED и не работающей электрической цепью. Произойдёт это из-за того, что ток диода движется в одном направлении (кроме двухцветников, моргающих светодиодов или ИК). Только верная распайка позволит получить нормальную, рабочую электросхему.
Электролит
В процессе электролиза, электролит разлагается на ионы (положительные и отрицательные) в результате протекания электрического тока. Положительные ионы, или катионы, движутся к отрицательному электроду (аноду), а отрицательные ионы, или анионы, движутся к положительному электроду (катоду).
Важно понимать, что при подключении электрода к батарее или другому источнику электрического тока, важно правильно определить положение анода и катода. Для этого можно использовать предложенные ниже методы
Метод эффервесценции: если на электроде появляются пузырьки газа, то это обозначает кислород или водород, что означает, что данный электрод является анодом. Отсутствие пузырьков газа указывает на катод.
Метод задержки ионов: если на электроде наблюдается более интенсивная коррозия или растворение, это указывает на анод, так как положительные ионы, двигаясь к нему, больше всего взаимодействуют с данным электродом. Катод, наоборот, будет иметь более низкую степень коррозии.
Метод визуальных признаков: в некоторых случаях можно определить катод и анод по внешнему виду электродов. Например, если один из электродов имеет более блестящую поверхность, это, скорее всего, катод, так как процесс электролиза обычно вызывает окисление анода.
Важно помнить, что направление тока всегда указывает на положение анода и катода: ток всегда течет от анода к катоду. И правильное определение анода и катода важно при проведении любых электрохимических экспериментов или работы с электролитами
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.
Чем опасен сероводород
Сероводород (H2S) плохо растворим в воде. Огнеопасен. Концентрационные пределы воспламенения в смеси с воздухом составляют 4,5—45 % сероводорода.
Сероводород очень токсичен. Вдыхание воздуха с небольшим содержанием сероводорода вызывает головокружение, головную боль, тошноту, а со значительной концентрацией приводит к коме, судорогам, отёку лёгких и даже к летальному исходу. При высокой концентрации однократное вдыхание может вызвать мгновенную смерть. При вдыхании воздуха с небольшими концентрациями у человека довольно быстро возникает адаптация к неприятному запаху «тухлых яиц» и он перестаёт ощущаться. Во рту возникает сладковатый металлический привкус.
При вдыхании воздуха с большой концентрацией из-за паралича обонятельного нерва запах сероводорода почти сразу перестаёт ощущаться. Сероводород также используют в лечебных целях, например в сероводородных ваннах.
Появление сероводорода в воде бойлера — это не только неприятный запах и опасность для здоровья. Раствор сероводорода в воде — очень слабая сероводородная кислота. Сероводород превращает воду в баке бойлера в кислоту, пусть и очень слабую. Увеличение кислотности воды ускоряет электрохимическое растворение магниевого анода протекторной защиты от коррозии.
Подбор металлов для гальванического покрытия
Гальваническое покрытие является одним из наиболее распространенных способов защиты металлических поверхностей от коррозии и придания им декоративных свойств. При этом необходимо правильно подобрать металлы для покрытия, чтобы добиться желаемых результатов и обеспечить надежную защиту.
Одним из важных аспектов при выборе металлов для гальванического покрытия является анализ их активности. В процессе гальванического покрытия восстанавливающий металл (катод) наносится на поверхность объекта, а более активный металл (анод) помещается в электролит, где происходит электрохимическая реакция. Поэтому для успешного покрытия необходимо выбрать металлы, у которых разница в их активности будет достаточно большой.
Для правильного подбора металлов для гальванического покрытия часто используют таблицу электродных потенциалов. В этой таблице указывается электродный потенциал для каждого металла, который показывает его активность. Чем больше разница между потенциалами двух металлов, тем более успешное покрытие можно получить. Обычно выбирают металл с более положительным потенциалом в качестве катода и металл с более отрицательным потенциалом в качестве анода.
Важно учитывать также химическую совместимость выбранных металлов. Некоторые металлы могут образовывать сплавы с другими металлами и иметь хорошую адгезию к поверхности, в то время как другие металлы могут реагировать и вызывать образование окислов, что может снизить качество покрытия
Поэтому рекомендуется провести тестовое покрытие, чтобы убедиться в совместимости выбранных металлов и получить оптимальный результат.
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.
Как определить катод и анод?
Определить катод и анод можно следующими способами:
- Проверка на прямое напряжение
Один из способов определить катод и анод — это проверить напряжение на электроде при подключении его к источнику энергии. Если электрод имеет более высокое напряжение, то он является анодом, а если напряжение ниже — то катодом.
По маркировке на компонентах
Многие электронные компоненты имеют маркировку, которая помогает определить катод и анод. Например, на диодах или светодиодах обычно есть полоска или точка, которая указывает на катод.
По физическому виду или форме
Некоторые компоненты, такие как конденсаторы или светодиоды, имеют различную форму или физический вид на электродах. Обычно анод имеет более длинный электрод или имеет выпуклую форму, в то время как катод имеет короткий электрод или имеет плоскую форму.
С помощью мультиметра или тестера
Мультиметр или тестер — это устройство, которое предназначено для измерения различных параметров электрических цепей. Подключив мультиметр к электродам, можно определить катод и анод по значениям напряжения, сопротивления или тока.
По документации или спецификациям
Некоторые электронные компоненты могут иметь документацию или спецификации, в которых указано, какой электрод является катодом или анодом. Это может быть полезно при работе с нестандартными компонентами или особыми типами электронных устройств.
Зная, как определить катод и анод, вы сможете без проблем подключать и использовать электронные компоненты в своих проектах. Правильное подключение катода и анода является важным для обеспечения надежной и безопасной работы электроники.
Как определить, где плюс и минус
Существует несколько способов определения полярности светодиода:
- визуально (по ножке, по внутренней стороне лампочки, по толщине проводов);
- с помощью измерительного прибора (мультиметра, тестера);
- подключение питания;
- согласно технической документации.
Наиболее широко используется визуальный осмотр устройства. Производители стараются указывать метки и этикетки, по которым можно определить, где плюс, а где минус светодиода. Все вышеперечисленные способы просты и могут быть использованы человеком без надлежащих знаний.
Определяем зрительно
Визуальный осмотр — самый простой способ определить полярность. Существует несколько типов светодиодных пакетов. Наиболее распространен цилиндрический диод диаметром 3,5 мм и более. Чтобы определить катод и анод диода, нужно рассмотреть устройство. Сквозь прозрачную поверхность будет видно, что площадь катода (отрицательный контакт) больше площади анода (положительный). Если внутрь заглянуть невозможно, стоит посмотреть на выводы, они тоже различаются по размеру. Катод будет больше.
Накладные светодиоды широко используются в прожекторах, лентах и светильниках. Вы также можете визуально идентифицировать контакты в них. У них есть ключ (безель), указывающий на отрицательный электрод.
Некоторые светодиоды могут иметь маркировку с указанием полярности. Это точка, кольцевая полоса, которая движется к плюсу. Самые старые образцы имеют заостренную форму с одной стороны, соответствующую положительному электроду.
С помощью подключения питания
Подходящие электроды можно найти, подав небольшое напряжение. С помощью этого метода также можно определить исправность устройства. Требуется источник постоянного тока (например, батарея или аккумулятор). Светодиод должен быть присоединен к контактам. При правильном подключении и повышении напряжения до 3 В диод включится и увеличит свою насыщенность и яркость. При неправильном подключении и несоблюдении полярности светодиод не загорится.
Кроме того, последовательно может быть включен токоограничивающий резистор сопротивлением более 600 Ом. Это защитит светодиод от выхода из строя.
Применение мультиметра
Мультиметр – профессиональный прибор, помогающий определить не только плюс и минус светодиода, но и найти короткое замыкание в электрической сети, продиагностировать электронные компоненты и измерить основные параметры. С помощью мультитестера также можно определить цвет яркости диода и его пригодность к использованию.
Проверить мультиметром можно тремя способами:
- Переключатель мультитестера стоит в положении «Проверка сопротивления — 2 кОм». Щупы должны касаться электродов светодиода. Когда красный щуп коснется анода, а черный щуп коснется катода, на экране появится число от 1600 до 1800. В противном случае или в случае неисправности на экране появится 1. Метод заключается в том, что есть нет хрустальной подсветки.
- Переключатель должен находиться в положении «непрерывность цепи, проверка диодов». Когда красный щуп касается анода, а черный щуп касается катода, загорается светодиод. В противном случае диод вообще не будет реагировать.
- Для последнего метода зонды не требуются. Большинство моделей имеют две вилки, возле которых есть обозначения Е и С — эмиттер и коллектор соответственно. Они используются для проверки транзисторов, но этот метод подходит и для светодиода. Если катод поместить в отверстие C, светодиод загорится. Это самый быстрый и эффективный метод.
Определение с помощью технической документации
В документе на светодиод можно найти достаточно информации о производителе, характеристиках, включая полярность. Паспорт на устройство выдается редко; можно получить, закупив большую партию комплектующих.
Вы можете узнать информацию самостоятельно, если знаете марку светодиода. По таблицам с техническими характеристиками этой модели можно узнать способ подключения и где плюс, а где минус.
Как определить, где анод, а где катод?
При определении катода и анода необходимо в первую очередь ориентироваться на направление тока, а не на полярность источника питания. Несмотря на то, что эти понятия тесно связаны с полярностью тока, они больше обусловлены направлениями векторов электричества.
Например, в аккумуляторах, при перезарядке, происходит изменение ролей катода и анода. Это связано с тем, что во время зарядки изменяется направление электрического тока. Электрод, выполнявший роль электрода при работе аккумулятора в режиме источника питания во время зарядки выполняет функции катода и наоборот – катод превращается в анод.
На рис. 1, изображено процесс электролиза, при котором происходит перемещение анионов (отрицательных ионов) и катионов (положительных ионов). Анионы устремляются к аноду, а положительные катионы – в сторону катода.
Рис. 1. Электролиз
При электролизе перемещаются носители зарядов разных знаков, однако, по определению, анодом является тот электрод, в который втекает ток. На рисунке анод подсоединён к положительному полюсу источника тока, а значит, ток условно втекает в этот электрод.
Обратите внимание на рисунок 2, где изображена схема гальванического элемента. Рис. 2
Гальванический элемент
2. Гальванический элемент
Рис. 2. Гальванический элемент
Плюсовой вывод источника тока является катодом, а не анодом, как можно было бы ожидать. При внимательном изучении принципа работы гальванического элемента можно понять, почему анод является отрицательным полюсом.
Обратите внимание на рисунок строения гальванического источника тока. Стрелки (вверху) указывают направление движения электронов, однако направлением тока условно принято считать перемещение от плюса к минусу. То есть, при замыкании цепи, ток входит именно в отрицательный полюс, который и является анодом, на котором происходит реакция окисления
Иначе говоря, ток от положительного электрода через нагрузку попадает на анод, являющийся отрицательным полюсом гальванического элемента. При вдумчивом подходе все стает на свои места
То есть, при замыкании цепи, ток входит именно в отрицательный полюс, который и является анодом, на котором происходит реакция окисления. Иначе говоря, ток от положительного электрода через нагрузку попадает на анод, являющийся отрицательным полюсом гальванического элемента. При вдумчивом подходе все стает на свои места.
При определении позиций анода и катода в радиоэлектронных элементах пользуются справочными материалами.
На назначение электродов указывает:
- форма корпуса (рис. 3);
- длина выводов (для светодиодов) (рис. 4);
- метки на корпусах приборов или знака анода;
- различная толщина выводов диода.
Рис. 3. ДиодРис. 4. Электроды светодиода
Определение назначений выводов у полупроводниковых диодов можно определить с помощью измерительных приборов. Например, все типы диодов (кроме стабилитронов) проводят ток только в одном направлении. Если вы подключили тестер или омметр к диоду, и он показал незначительное сопротивление, то к положительному щупу прибора подключен анод, а к отрицательному – катод.
Если известен тип проводимости транзистора, то с помощью того же тестера можно определить выводы эмиттера и коллектора. Между ними сопротивление бесконечно велико (тока нет), а между базой и каждым из них проводимость будет (только в одну сторону, как у диода). Зная тип проводимости, по аналогии с диодом, можно определить: где анод, а где катод, а значит определить выводы коллектора или эмиттера (см. рис. 5).
Рис. 5. Транзистор на схемах и его электроды
Что касается вакуумных диодов, то их невозможно проверить путем измерения обычными приборами. Поэтому их выводы расположены таким образом, чтобы исключить ошибки при подключении. В электронных лампах выводы точно совпадают с расположением контактов гнезда, предназначенного для этого радиоэлемента.
Это интересно: Как правильно паять провода — видео, технология, порядок пайки
