Qual é a definição de "cátodo"?


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Segundo a definição da Wikipedia , um cátodo é "um eletrodo através do qual a corrente elétrica flui para fora de um dispositivo elétrico polarizado". Entretanto, a direção do fluxo de corrente é puramente uma convenção arbitrária e, de fato, é a direção oposta à qual os elétrons fluem em um condutor de metal. Portanto, essa definição parece um pouco ausente.

Se a definição estiver se referindo às portadoras de corrente, a definição poderá ser reformulada como "cátodo é um eletrodo através do qual as portadoras de corrente carregada fluem" (ou "in"?).

Como você definiria esse termo de forma clara e inequívoca? O uso comum do termo "cátodo" realmente reverte quando o portador atual é positivo, conforme sugerido no artigo?


Edit : O que realmente me confunde é a frase "A polaridade do cátodo nem sempre é negativa" . Se os elétrons sempre fluem para o cátodo (por meio da definição de cátodo ), essa afirmação implica que o cátodo pode estar em uma tensão positiva em relação ao ânodo. Isso pode acontecer em um condutor "simples", como um eletrólito, ou isso requer algum circuito especial?


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elétrons têm carga negativa, um fluxo de elétrons representa um fluxo de corrente positiva na direção oposta. Este é um assunto que as pessoas costumam abordar como um "problema" que não é um; é apenas um pequeno ponto em que as pessoas ficam presas.
19412 Kortuk

Re sua edição: Pense na diferença entre uma fonte de energia elétrica e uma pia. Um resistor (positivo) é sempre uma fonte de energia; a corrente elétrica sempre entra no terminal positivo e sai do terminal negativo. Agora, considere um capacitor. Se a energia fluir para o capacitor, ou seja, o capacitor estiver carregando, a corrente entra no terminal positivo. No entanto, quando o capacitor está descarregando, a corrente sai do terminal positivo, a energia está saindo do capacitor.
Alfred Centauri

Respostas:


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Wiki tem razão, o cátodo é o terminal de um componente onde a carga flui. O fluxo de carga (corrente) é a definição "padrão" (ou seja, a de Franklin, de positiva para negativa, o oposto do fluxo de elétrons).

O cátodo de um componente pode mudar dependendo do seu estado - por exemplo, quando a bateria está descarregando, o cátodo é o seu terminal positivo e ao carregar o seu terminal negativo (já que a carga está agora fluindo para o terminal positivo, em vez de sair, e do negativo, então eles são revertidos)


"Wiki está certo". Não necessariamente. Lembra do nosso fotodiodo? :-). Ou um diodo zener.
Stevenvh 19/07

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@stevenvh - Oh não - não o fotodiodo novamente! As definições de ânodo e cátodo foram feitas antes da invenção / descoberta do zener (quem ouviu falar de um zener termiônico? :), de modo que as definições se tornaram um pouco frouxas ao longo do tempo. A corrente definitivamente flui para o cátodo de um zener, como você diz (geralmente!).
21712 MikeJ-UK

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Vamos definir cátodo onde a banda colorida está localizado no dispositivo; o)
jippie

@jippie - exceto no hemisfério sul, então eu concordo :-)
stevenvh

@ Steven - sim, ponto muito bom, deveria ter sido uma descrição funcional para eles também, não estrutural. Concordo com o link que Alfred postou que referir-se a "lado dopado P" e "lado dopado N" seria mais claro.
Oli Glaser

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A corrente elétrica é uma corrente abstrata , o fluxo de carga elétrica , não uma corrente física como, por exemplo, corrente de elétrons , o fluxo de elétrons .

Mas a carga elétrica é uma propriedade das coisas, não uma coisa , ou seja, a carga elétrica é sempre "carregada" por uma coisa .

Portanto, enquanto uma corrente de elétrons é necessariamente uma corrente elétrica (devido à carga elétrica negativa transportada pelo elétron), uma corrente elétrica não é necessariamente uma corrente de elétrons.

Por exemplo, em uma solução salina, temos duas espécies de íons carregados eletricamente, o íon sódio carregado positivamente e o íon cloro carregado negativamente. Imagine que os íons de sódio estão se movendo para a direita e os íons de cloro estão se movendo para a esquerda.

Obviamente, temos duas correntes de íons em direções opostas, mas há apenas uma corrente elétrica e ela deve ter uma direção. A direção da corrente elétrica é, por convenção, a direção do fluxo de carga positiva.

Portanto, neste caso, as duas correntes de íons contribuem para uma corrente elétrica à direita. O primeiro termo é devido aos íons positivos à direita. O segundo termo é devido aos íons negativos à esquerda, onde o sinal negativo numericamente "inverte" a contribuição para a corrente elétrica .

Pense dessa maneira: se eu lhe dissesse que estava viajando a 60 km / h a oeste, você saberia que eu estava indo a 60 km / h a leste . Da mesma forma, uma corrente de carga negativa para a esquerda é uma corrente elétrica para a direita.

Portanto, tudo o que foi dito acima é simplesmente dizer que a definição não está faltando.


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Obviamente, quando você alterna entre falar sobre elétrons e falar sobre corrente elétrica, a direção muda.

Você pode definir cátodo como "o terminal em que os elétrons fluem para o dispositivo", mas como estamos acostumados na vida cotidiana da eletrônica a falar sobre a corrente que flui de + para -, a definição equivalente em termos de corrente é como o link do Wiki declara: "o terminal onde a corrente sai do dispositivo".

As duas definições da OMI são totalmente inequívocas. Sua utilidade depende do contexto.


Zener diode, fotodiodo, ...
stevenvh

@stevenvh, isso fala sobre esse problema: av8n.com/physics/anode-cathode.htm#i-zener . Os termos "ânodo" e "cátodo" se aplicam adequadamente à função, não à estrutura.
Alfred Centauri

@ Alfred - Não sei se concordo aqui. Esse LED também pode ser usado como fotodiodo, portanto, não devemos falar sobre ânodo / cátodo para LEDs para evitar confusão? Obrigado pelo link, no entanto.
Stevenvh 19/07/12

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@stevenvh, de nada. É sempre sobre o contexto. Por exemplo, "ânodo" e "cátodo" ao se referir a diodos estão no contexto da estrutura . A definição em questão está no contexto da função . A confusão ocorre quando o contexto não é claro ou esquecido.
Alfred Centauri

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Penso que as definições de "ânodo" e "cátodo" tornaram-se bastante frouxas ao longo do tempo. Como outros já mencionaram, no caso de fotodiodos e zeners, a corrente pode fluir para o cátodo.

Nos dias em que o único tipo de diodo era a variedade termiônica, a distinção entre os terminais era clara. Os elétrons "fervem" do cátodo e são atraídos para o ânodo, de modo que a corrente da convenção deve fluir para o ânodo e sair do cátodo.

Quando o diodo semicondutor apareceu, os termos ânodo e cátodo foram preservados, mas acho que eles são desnômeros no sentido original. Mas raramente há (se é que há) alguma confusão, então suponho que seja um ponto discutível.


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Eu gostaria de resumir os pontos levantados por todos em minha própria resposta, porque tive que buscá-los em várias respostas (todas que eu votei). Obrigado a todos; esta resposta só é possível porque vocês me explicaram :)

Um cátodo é o eletrodo do qual a corrente flui em um determinado instante. Isso se refere à direção arbitrária da corrente, que é uma convenção onipresente na eletrônica moderna. Se a corrente sair do eletrodo por esta convenção, o eletrodo estará atuando como um cátodo . Se o fluxo de corrente em um terminal inverter a direção, o terminal muda de um cátodo para um ânodo.

Onde a corrente é transportada por elétrons, os elétrons fluem para o cátodo. Nos eletrólitos, os íons carregados negativamente viajam em direção ao cátodo, e os íons carregados positivamente viajam para longe dele (embora não fluam fisicamente para dentro ou para fora do cátodo, e não muito profundamente para ele).

Algumas partes eletrônicas têm um de seus terminais designado como terminal positivo e outro como terminal negativo. Isso não significa que um deles seja sempre o cátodo. Depende inteiramente se a corrente está fluindo atualmente dentro ou fora de um terminal específico. Assim, em um capacitor polarizado que está sendo carregado, a corrente flui para o terminal positivo, portanto o terminal negativo é o cátodo. Enquanto o mesmo capacitor está descarregando, a corrente flui para fora do terminal positivo, assim o terminal positivo se torna o cátodo.

A diferença de potencial entre o cátodo e o ânodo pode ser positiva e negativa e não determina qual terminal atua como um cátodo.

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