Jaka jest definicja „katody”?

Według definicji Wikipedii , A katoda jest „elektrody, przez które przepływa prąd elektryczny z dwubiegunowa urządzenia elektrycznego”. Jednak kierunek przepływu prądu jest czysto arbitralną konwencją i jest w rzeczywistości odwrotnym kierunkiem, w którym elektrony płyną w metalowym przewodniku. Dlatego wydaje się, że tej definicji brakuje.

Jeśli definicja odnosi się do nośników prądu, wówczas definicja może zostać przeformułowana jako „katoda jest elektrodą, przez którą wypływają naładowane nośniki prądu” (lub „w”?).

Jak zdefiniowałbyś ten termin jasno i jednoznacznie? Czy powszechne użycie terminu „katoda” naprawdę się odwraca, gdy obecny nośnik jest dodatni, jak sugerowano w artykule?

Edycja : Tym, co mnie dezorientuje, jest zdanie „biegunowość katody nie zawsze jest ujemna” . Jeśli elektrony zawsze wpływają do katody (w drodze definicji katody ), to stwierdzenie implikuje, że katoda może mieć dodatnie napięcie względem anody. Czy może się to zdarzyć w „prostym” przewodniku, takim jak elektrolit, czy też wymaga to specjalnego obwodu?

Wiki ma rację, katoda jest końcem elementu, z którego wypływa ładunek. Przepływ ładunku (prąd) jest definicją „standardową” (tj. Definicją Franklina od dodatniego do ujemnego, przeciwnie do przepływu elektronów).

Katoda elementu może się zmieniać w zależności od jego stanu - na przykład, gdy akumulator się rozładowuje, katoda jest dodatnim biegunem, a podczas ładowania ujemnego (ponieważ ładunek płynie teraz do dodatniego bieguna, a nie na zewnątrz, i z negatywnego, więc są odwrócone)

Prąd elektryczny to prąd abstrakcyjny , przepływ ładunku elektrycznego , a nie prąd fizyczny, taki jak powiedzmy, prąd elektronowy , przepływ elektronów .

Ale ładunek elektryczny jest własnością rzeczy, a nie rzeczy , tzn. Ładunek elektryczny jest zawsze „przenoszony” przez rzecz .

Tak więc, podczas gdy prąd elektronowy jest koniecznie prądem elektrycznym (ze względu na ujemny ładunek elektryczny przenoszony przez elektron), prąd elektryczny niekoniecznie jest prądem elektronowym.

Na przykład w roztworze soli występują dwa rodzaje jonów naładowanych elektrycznie, dodatnio naładowany jon sodu i ujemnie naładowany jon kloriny. Wyobraź sobie, że jony sodu poruszają się w prawo, a jony chloru poruszają się w lewo.

Oczywiście mamy dwa prądy jonowe w przeciwnych kierunkach, ale jest tylko jeden prąd elektryczny i musi on mieć kierunek. Kierunek prądu elektrycznego jest umownie kierunkiem przepływu ładunku dodatniego.

Tak więc w tym przypadku oba prądy jonowe przyczyniają się do powstania prądu elektrycznego po prawej stronie. Pierwszy termin wynika z jonów dodatnich po prawej stronie. Drugi człon wynika z jonów ujemnych po lewej stronie, gdzie znak ujemny numerycznie „odwraca” udział w prądzie elektrycznym .

Pomyśl o tym w ten sposób, gdybym ci powiedział, że podróżuję z prędkością 60 km / h na zachód, wiedziałbyś, że faktycznie jadę 60 km / h na wschód . Podobnie ujemny prąd ładowania w lewo to prąd elektryczny skierowany w prawo.

Tak więc powyższe wszystko po prostu mówi, że nie brakuje definicji.

Oczywiście, kiedy przełączasz się między mówieniem o elektronach a mówieniem o prądzie elektrycznym, kierunek się zmienia.

Możesz zdefiniować katodę jako „terminal, w którym elektrony wpływają do urządzenia”, ale ponieważ jesteśmy przyzwyczajeni w codziennym życiu elektroniki do mówienia o prądzie płynącym od + do -, równoważna definicja pod względem prądu jest taka, jak podaje link Wiki: „terminal, z którego prąd wypływa z urządzenia”.

Obie definicje IMO są całkowicie jednoznaczne. Ich przydatność zależy od kontekstu.

Myślę, że z czasem definicje „anody” i „katody” stały się dość luźne. Jak wspomnieli inni, w przypadku fotodiod i zenerów prąd może przepływać do katody.

W czasach, gdy jedynym rodzajem diody była odmiana termioniczna, rozróżnienie między zaciskami było wyraźne. Elektrony „gotują się” z katody i są przyciągane do anody, więc konwencjonalny prąd musi wpływać do anody i z katody.

Kiedy pojawiła się dioda półprzewodnikowa, terminy anoda i katoda zostały zachowane, ale myślę, że są one błędnie w oryginalnym sensie. Ale rzadko (jeśli w ogóle) występuje zamieszanie, więc przypuszczam, że jest to kwestia sporna.

Chciałbym podsumować kwestie podniesione przez wszystkich w mojej własnej odpowiedzi, ponieważ musiałem je zebrać z kilku odpowiedzi (z których wszystkie głosowałem). Dziękuje wszystkim; ta odpowiedź jest możliwa tylko dlatego, że mi to wyjaśniliście :)

Katoda jest elektrodą, że prąd przepływa z w określonej chwili. Odnosi się to do arbitralnego kierunku prądu, który jest powszechną konwencją we współczesnej elektronice. Jeśli prąd wypływa z elektrody zgodnie z tą konwencją, elektroda działa jak katoda . Jeśli przepływ prądu na terminalu zmienia kierunek, terminal zmienia się z katody na anodę.

Tam, gdzie prąd jest przenoszony przez elektrony, elektrony wpływają do katody. W elektrolitach ujemnie naładowane jony przemieszczają się w kierunku katody, a dodatnio naładowane jony oddalają się od niej (chociaż fizycznie nie wpływają do katody lub z niej, i tak nie bardzo głęboko w nią).

Niektóre części elektroniczne mają jeden ze swoich zacisków oznaczony jako zacisk dodatni, a drugi jako zacisk ujemny. Nie oznacza to, że jedną z nich jest zawsze katoda. Zależy to całkowicie od tego, czy prąd płynie obecnie do określonego terminala, czy z niego. Tak więc w ładowanym spolaryzowanym kondensatorze prąd płynie do dodatniego zacisku, a zatem ujemny zacisk jest katodą. Podczas gdy ten sam kondensator rozładowuje się, prąd wypływa z dodatniego zacisku, a zatem dodatni zacisk staje się katodą.

Różnica potencjałów między katodą i anodą może być zarówno dodatnia, jak i ujemna, i nie określa, który zacisk działa jako katoda.