Elektrodai yra būtini komponentai įvairiuose pramoniniuose, moksliniuose ir kasdieniuose pritaikymuose. Jų pagrindinė funkcija yra palengvinti elektronų perkėlimą iš laidžios terpės (tokios kaip elektrolitas, metalas ar dujos) ir išorinės elektros grandinės. Be šio pagrindinio vaidmens, jų specifinės funkcijos skiriasi priklausomai nuo konteksto, pradedant cheminių reakcijų įgalinimu ir baigiant elektrinių signalų matavimu. Čia pateiktas išsamus jų pagrindinių vaidmenų suskirstymas įvairiose srityse:
Vykdykite elektronus elektros grandinėse
Jų pagrindiniame lygmenyje elektrodai veikia kaip elektronų laidininkai, kurie užpildo tarpą tarp ne - metalo arba pusiau - laidžios vidutinės ir metalinės grandinės. Tokiose sistemose kaip baterijos, kuro elementai ir elektrolizatoriai suteikia fizinę sąsają elektronams, kurie gali tekėti į reakcijos zoną arba iš jos. Pavyzdžiui, paprastoje AA akumuliatoriuje teigiami (katodai) ir neigiami (anodai) elektrodai jungiasi prie maitinimo įrenginio, leidžiant elektronams judėti iš anodo per išorinę grandinę į katodą, sukuriant tinkamą elektrą. Be elektrodų nebus galimybės panaudoti elektronų srauto, kurį sukelia cheminės reakcijos.
Varykite chemines reakcijas elektrochemijoje
Elektrocheminiuose procesuose elektrodai yra aktyvūs dalyviai, kurie sukelia ar palaiko chemines reakcijas, priimdami ar dovanodami elektronus. Tai labai svarbu tokiose programose:
Elektrolizė: tokiose pramonės šakose kaip metalo rafinavimas (pvz. Anodas vyksta ten, kur vyksta oksidacija (prarandami elektronai), o katodas yra ten, kur įvyksta redukcija (gaunami elektronai). Pavyzdžiui, elektrolitinėse ląstelėse, naudojamose metalams, pavyzdžiui, chromui ant plieno, katodas (dengtas objektas) pritraukia teigiamai įkrautus metalo jonus, kurie vėliau įgyja elektronus ir nusodina kaip kietą sluoksnį.
Apsauga nuo korozijos: Aukojimo anodo sistemose (pvz. Anodas korozija, geriausiai paaukodama elektronus apsaugotam metalui ir neleidžiant jam rūdyti. Čia elektrodas aukoja, kad išsaugotų kitos medžiagos vientisumą.
Įgalinti suvirinimą ir sujungti metalą
Suvirinant, elektrodai atlieka dvigubą vaidmenį: kaip dabartinis laidininkas ir užpildo medžiaga (vartojamo elektrodų atveju) arba stabilus ARC iniciatorius (ne -} vartojimo elektrodams).
Vartojami elektrodai: Dažniausiai suvirinant lazdeles (SMAW) arba srautą - šerdies suvirinimas (FCAW). Šie elektrodai ištirpsta proceso metu, nusodindami išlydytą metalą, kad suliektų du ruošiniai. Pavyzdžiui, anksčiau paminėtas 310 elektrodas yra vartojamo nerūdijančio plieno elektrodas, ištirpęs, kad susidarytų suvirinimo granulė, atitinkantis aukštos - chromo, aukšto - nikelio lydinių sudėties.
Non - suvartojami elektrodai: Naudojami TIG suvirinime, volframo elektrodai vykdo elektrą, kad sukurtų lanką tarp elektrodo ir ruošinio, tačiau jie netirpsta. ARC sukuria šilumą, kad ištirptų netaurieji metalai, o gali būti pridedamas atskiras užpildo strypas. Jų vaidmuo yra išlaikyti stabilų lanką, neužteršdamas suvirinimo.
Išmatuokite elektrinius signalus jutimo ir bandymo metu
Jutikliuose ir diagnostikos įrankiuose elektrodai nustato ir paverčia fizinius ar cheminius pokyčius į išmatuojamus elektrinius signalus. Tai yra gyvybiškai svarbi tokiose srityse kaip medicina ir aplinkos stebėjimas:
Medicininiai prietaisai: EKG (elektrokardiograma) elektrodai pritvirtinti prie odos, kad būtų galima išmatuoti širdies elektrinį aktyvumą. Jie nustato mažus įtampos pokyčius dėl širdies raumenų susitraukimų, paverčiant juos skaitomu bangos forma. Panašiai EEG elektrodai matuoja smegenų aktyvumą, matydami elektrinius signalus iš neuronų.
PH skaitikliai ir cheminiai jutikliai: Analitiniuose instrumentuose elektrodai reaguoja į specifinius jonus (pvz., Vandenilio jonus atliekant pH bandymą), kad susidarytų įtampa, koreliuojanti su tikslinės medžiagos koncentracija. Elektrodas veikia kaip keitiklis, paverčiant cheminę savybę elektriniu signalu.
Išlaikykite lanko stabilumą aukštu - temperatūros procesais
Be suvirinimo, elektrodai yra labai svarbūs palaikant stabilius lankus tokiuose procesuose kaip plazmos pjovimo ar elektrinės lanko krosnys (naudojamos metalams ištirpinti). Pjovimo plazmoje volframo elektrodas sukuria aukštą - temperatūros plazmos lanką (jonizuotos dujos), kuris lydi ir nutraukia metalą. Elektrodas turi atlaikyti ekstremalią šilumą, neslėpdamas, užtikrindamas, kad lankas išliks sufokusuotas ir pakankamai galingas, kad perpjaustytų storas medžiagas. Lanko krosnyse dideli anglies elektrodai turi dideles sroves, sukuriant lanką, kuris pasiekia daugiau nei 3000 laipsnių temperatūrą, kad metalo laužą ištirptų į plieną.
Išvada
Elektrodai yra universalūs komponentai, leidžiantys viską, pradedant nuo mūsų įrenginių maitinimo iki metalų gamybos ir sveikatos stebėjimo. Dėl jų gebėjimo atlikti elektronus, skatinti chemines reakcijas ir sąsają tarp skirtingų medžiagų jie tampa būtini šiuolaikinėse technologijose. Nesvarbu, ar tai yra mažas jutiklis medicinos prietaise, ar didelę anglies strypą plieniniame malūne, elektrodai yra neginčijami herojai, palengvinantys energijos ir informacijos perdavimą daugybėje programų.
