¿Cuál es la definición de "cátodo"?


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Según la definición de Wikipedia , un cátodo es "un electrodo a través del cual fluye corriente eléctrica desde un dispositivo eléctrico polarizado". Sin embargo, la dirección del flujo de corriente es puramente una convención arbitraria, y de hecho es la dirección opuesta a la que fluyen los electrones en un conductor de metal. Por lo tanto, esta definición parece faltar un poco.

Si la definición se refiere a los portadores de corriente, entonces la definición podría reformularse como "el cátodo es un electrodo a través del cual fluyen los portadores de corriente cargados" (o "en"?).

¿Cómo definirías este término de manera clara e inequívoca? ¿El uso común del término "cátodo" realmente revierte cuando el portador actual es positivo, como se sugiere en el artículo?


Editar : Lo que realmente me confunde es la frase "La polaridad catódica no siempre es negativa" . Si los electrones siempre fluyen hacia el cátodo (a modo de definición de cátodo ), esta afirmación implica que el cátodo puede tener un voltaje positivo en relación con el ánodo. ¿Puede suceder esto en un conductor "simple" como un electrolito, o esto requiere algún circuito especial?


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los electrones tienen carga negativa, un flujo de electrones representa un flujo de corriente positiva en la dirección opuesta. Este es un tema que la gente suele mencionar como un "problema" que no es uno, es solo un punto menor en el que las personas se atascan.
Kortuk

Re su edición: Piense en la diferencia entre una fuente de energía eléctrica y un sumidero. Una resistencia (positiva) es siempre un sumidero de energía; La corriente eléctrica siempre entra en el terminal positivo y sale del terminal negativo. Ahora, considere un condensador. Si la energía fluye hacia el capacitor, es decir, el capacitor se está cargando, la corriente ingresa al terminal positivo. Sin embargo, cuando el condensador se está descargando, la corriente sale del terminal positivo, la energía ahora fluye fuera del condensador.
Alfred Centauri

Respuestas:


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Wiki tiene razón, el cátodo es la terminal de un componente donde fluye la carga. El flujo de carga (corriente) es la definición "estándar" (es decir, la de Franklin de positivo a negativo, lo opuesto al flujo de electrones).

El cátodo de un componente puede cambiar dependiendo de su estado; por ejemplo, cuando una batería se está descargando, el cátodo es su terminal positivo y cuando carga su terminal negativo (ya que la carga ahora fluye hacia el terminal positivo, en lugar de salir, y fuera del negativo, por lo que se invierten)


"Wiki tiene razón". No necesariamente. ¿Recuerdas nuestro fotodiodo? :-). O un diodo zener.
stevenvh

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@stevenvh - ¡Oh no! ¡No el fotodiodo otra vez! Las definiciones de ánodo y cátodo se hicieron antes de la invención / descubrimiento del zener (¿quién ha oído hablar de un zener termiónico? :) por lo que las definiciones se han vuelto un poco flojas con el tiempo. La corriente definitivamente fluye hacia el cátodo de un zener como tú dices (¡por lo general!).
MikeJ-UK

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Definamos el cátodo donde se encuentra la banda de color en el dispositivo; o)
jippie

@jippie - excepto en el hemisferio sur, entonces estoy de acuerdo :-)
stevenvh

@ Steven - sí, muy buen punto, debería haber sido una descripción funcional para ellos también, no estructural. Estoy de acuerdo con el enlace que Alfred publicó que haciendo referencia al "lado dopado P" y al "lado dopado N" sería más claro.
Oli Glaser

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La corriente eléctrica es una corriente abstracta , el flujo de carga eléctrica , no una corriente física como, por ejemplo, la corriente de electrones , el flujo de electrones .

Pero la carga eléctrica es una propiedad de las cosas, no una cosa , es decir, la carga eléctrica siempre es "transportada" por una cosa .

Entonces, mientras que una corriente de electrones es necesariamente una corriente eléctrica (debido a la carga eléctrica negativa transportada por el electrón), una corriente eléctrica no es necesariamente una corriente de electrones.

Por ejemplo, en una solución salina, tenemos presentes dos especies de iones con carga eléctrica, el ion de sodio con carga positiva y el ion de cloro con carga negativa. Imagine que los iones de sodio se mueven hacia la derecha y los iones de cloro se mueven hacia la izquierda.

Obviamente, tenemos dos corrientes de iones en direcciones opuestas, pero solo hay una corriente eléctrica y debe tener una dirección. La dirección de la corriente eléctrica es, por convención, la dirección del flujo de carga positiva.

Entonces, en este caso, ambas corrientes de iones contribuyen a una corriente eléctrica a la derecha. El primer término se debe a los iones positivos a la derecha. El segundo término se debe a los iones negativos a la izquierda, donde el signo negativo "invierte" numéricamente la contribución a la corriente eléctrica .

Piénselo de esta manera, si le dijera que estaba viajando a -60 mph al oeste, sabría que en realidad iba a 60 mph al este . Del mismo modo, una corriente de carga negativa hacia la izquierda es una corriente eléctrica hacia la derecha.

Entonces, lo anterior es todo para decir simplemente que no falta la definición.


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Por supuesto, cuando cambias entre hablar de electrones y hablar de corriente eléctrica, la dirección cambia.

Puede definir el cátodo como "el terminal donde los electrones fluyen hacia el dispositivo", pero como estamos acostumbrados en la vida diaria de la electrónica a hablar sobre la corriente que fluye de + a -, la definición equivalente en términos de corriente es como dice su enlace Wiki: "el terminal donde la corriente fluye fuera del dispositivo".

OMI ambas definiciones son totalmente inequívocas. Su utilidad depende del contexto.


Diodo Zener, fotodiodo, ...
stevenvh

@stevenvh, esto habla de ese problema: av8n.com/physics/anode-cathode.htm#i-zener . Los términos "ánodo" y "cátodo" se aplican correctamente a la función, no a la estructura.
Alfred Centauri

@Alfred - No estoy seguro si estoy de acuerdo aquí. Ese LED también podría usarse como fotodiodo, por lo que tampoco deberíamos hablar de ánodo / cátodo para LED para evitar confusiones. Gracias por el enlace, sin embargo.
stevenvh

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@stevenvh, de nada. Siempre se trata de contexto. Por ejemplo, "ánodo" y "cátodo" cuando se refieren a diodos están en el contexto de la estructura . La definición en cuestión está en el contexto de la función . La confusión se produce cuando el contexto no es claro u olvidado.
Alfred Centauri

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Creo que las definiciones de 'ánodo' y 'cátodo' se han aflojado con el tiempo. Como otros han mencionado, en el caso de fotodiodos y zeners, la corriente puede fluir hacia el cátodo.

En los días en que el único tipo de diodo era la variedad termoiónica, la distinción entre los terminales era clara. Los electrones 'hierven' del cátodo y son atraídos hacia el ánodo, por lo que la corriente convencional debe fluir hacia el ánodo y salir del cátodo.

Cuando apareció el diodo semiconductor, se preservaron los términos ánodo y cátodo, pero creo que son nombres incorrectos en el sentido original. Pero rara vez (si es que hay alguna) confusión, supongo que es un punto discutible.


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Me gustaría resumir los puntos planteados por todos en mi propia respuesta, porque tuve que recogerlos de varias respuestas (todas las cuales voté). Gracias a todos; esta respuesta solo es posible porque ustedes me la explicaron :)

Un cátodo es el electrodo del que fluye la corriente en un instante particular. Esto se refiere a la dirección arbitraria de la corriente, que es una convención ubicua en la electrónica moderna. Si la corriente fluye fuera del electrodo por esta convención, el electrodo está actuando como un cátodo . Si el flujo de corriente en un terminal invierte la dirección, el terminal cambia de un cátodo a un ánodo.

Donde la corriente es transportada por electrones, los electrones fluyen hacia el cátodo. En los electrolitos, los iones cargados negativamente viajan hacia el cátodo, y los iones cargados positivamente viajan lejos de él (aunque no fluyen físicamente dentro o fuera del cátodo, de todos modos no muy profundo).

Algunas partes electrónicas tienen uno de sus terminales designado como terminal positivo y el otro como terminal negativo. Esto no significa que uno de ellos sea siempre el cátodo. Depende completamente de si la corriente fluye actualmente dentro o fuera de un terminal específico. Entonces, en un condensador polarizado que se está cargando, la corriente fluye hacia el terminal positivo, por lo tanto, el terminal negativo es el cátodo. Mientras se descarga el mismo condensador, la corriente fluye desde el terminal positivo, por lo que el terminal positivo se convierte en el cátodo.

La diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo puede ser tanto positiva como negativa, y no determina qué terminal actúa como cátodo.

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