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电极

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用于电弧焊的电极

电极是用来与电路非金属部分(如半导体、电解质、真空或空气)接触的导体。这个词是威廉·惠威尔(William Whewell)在科学家迈克尔·法拉第(Michael Faraday)的要求下从两个希腊单词:电子(elektron),意思是琥珀(电这个词就是从琥珀这个词衍生而来的),以及hodos,意为一种方式,创造出来的。[1]

约翰·威尔克(Johan Wilcke)发明的起电盘是做静电研究的电极的早期版本。[2]

1 电化学池中的阳极和阴极编辑

电极示意图

电化学电池中的电极被称为 阳极 或者 阴极 (威廉·惠威尔William Whewell应法拉第Faraday的要求创造的词语)。[3] 现在阳极被定义为电子离开电池并发生氧化的电极(用负号“-”表示),阴极被定义为电子进入电池并发生还原的电极(用加号“+”表示)。根据通过电池的电流方向,电池上的电极可以成为正极或负极。双极电极是作为一个电池的正极和另一个电池的负极的电极。

1.1 原电池

原电池是一种特殊类型的电化学电池,[3] 哪是阳极哪是阴极是确定的。阳极总是负极。原电池可以放电,但不能充电。

1.2 次级电池

次级电池,例如可充电电池,其中的化学反应是可逆的。当电池充电时,阳极变成正(+)电极,阴极变成负(-)电极。电解槽(电化学池)也是如此。当电池放电时,它就像一个原电池,阳极成为负极,阴极成为正极。

2 其他阳极和阴极编辑

在真空管或具有极性的半导体(二极管、电解电容)中,阳极是正极(+)电极,阴极是负极(-)。电子通过阴极进入器件,通过阳极离开器件。许多器件具有除正负电极外的其他电极来控制操作,例如基极、栅极和控制栅极。

在三电极电池中,反电极,也称为辅助电极,仅用于连接电解质,以便电流可以施加到工作电极。反电极通常由惰性材料制成,例如贵金属或石墨,以防止其溶解。

3 电焊中的电极编辑

在电弧焊中,电极用于传导电流通过工件,将两个部分熔合在一起。根据工艺,电极要么是可消耗的,例如在气体保护金属电弧焊或手工电弧焊的情况下,要么是不可消耗的,例如在钨电极惰性气体保护焊中。对于直流系统,焊条或焊棒可以是填充焊缝的阴极,或在其他焊接工艺中充当阳极。对于交流弧焊机,焊条不被视为阳极或阴极。

4 交流电极编辑

对于使用交流电的电气系统,电极是电路和电流作用对象的连接,但不被指定为阳极或阴极,因为电子的流动方向周期性地变化,通常每秒多次。

5 应用编辑

电极用于给非金属物体通电流,从而可以用多种方式改变它们,并用于出于多种目的电导率测量。例子包括:

  • 燃料电池电极
  • 医用电极,如脑电图EEG(记录大脑活动)、心电图ECG(记录心跳)、电休克疗(脑电刺激)、除颤器(记录和传递心脏刺激)
  • 生物医学研究中电生理学技术的电极
  • 死刑电椅的执行电极
  • 电镀电极
  • 电弧焊电极
  • 阴极保护电极
  • 接地电极
  • 使用电化学方法进行化学分析的电极
  • 电解用惰性电极(由铂制成)
  • 膜电极组
  • 泰瑟电击武器的电极

6 化学修饰电极编辑

化学修饰电极是表面经过化学修饰,以改变电极的物理、化学、电化学、光学、电学和输运性质的电极。这些电极用于更为深入的研究。[4]

参考文献

  • [1]

    ^Faraday, Michael (1834). "On Electrical Decomposition". Philosophical Transactions of the Royal Society. Archived from the original on 2010-01-17. Retrieved 2010-01-17. In this article Faraday coins the words electrode, anode, cathode, anion, cation, electrolyte, and electrolyze..

  • [2]

    ^Whitaker, Harry (2007). Brain, mind and medicine : essays in eighteenth-century neuroscience. New York, NY: Springer. p. 140. ISBN 978-0387709673..

  • [3]

    ^Weinberg, Steven (2003). The Discovery of Subatomic Particles Revised Edition. Cambridge University Press. pp. 81–. Bibcode:2003dspr.book.....W. ISBN 978-0-521-82351-7. Archived from the original on 13 May 2016. Retrieved 18 February 2015..

  • [4]

    ^Durst, R., Baumner, A., Murray, R., Buck, R., & Andrieux, C., "Chemically modified electrodes: Recommended terminology and definitions (PDF) Archived 2014-02-01 at the Wayback Machine", IUPAC, 1997, pp 1317–1323..

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