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電極

出典: フリ?百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

電極 (でんきょく)とは、 受動素子 ?空管 半導?素子 のような 能動素子 電?分解 ?置 電池 などにおいて、その?象物を?かせる、あるいは電?信?を 測定 するなどの目的で、電?的に接?する部分のことである。

また、 トランジスタ のベ?ス、 FET のゲ?トなど、ある電極から別の電極への 電荷 の移動を制御するための電極もある。

極性の定義 [ 編集 ]

電?化? (電?分解)や ダイオ?ド (?空管(二極管)、半導?素子)では、外部 回路 から 電流 が流入する(外部回路に 電子 が流出する)電極を アノ?ド (陽極、Anode)と呼び、外部回路に電流が流出する(外部回路から電子が流入する)電極を カソ?ド (陰極、Cathode)と呼ぶ。

電?化?(電?分解、電池)では、電極から電解質に正電荷が移動する電極(電解質から電子が流入する電極)が アノ?ド で、酸化反?が起きる。電解質から電極に向って正電荷が移動する電極(電解質に向って電子が放出される電極)が カソ?ド で、還元反?が起きる。

(溶液から負電荷( アニオン )が集まる方がアノ?ドで、正電荷( カチオン )が集まる方がカソ?ドである。)

アノ?ド、カソ?ドの語は ファラデ? により命名され、 ギリシャ語 で上り口を意味する'anodos'と下り口を意味する'cathodos'に由?する。

一方、電位により極性を定義する場合は、電位が高い方を 正極 (せいきょく)、低い方を 負極 (ふきょく)と呼ぶ。

正極/負極とアノ?ド/カソ?ドは、電池と電?分解では??が逆になる。

  • 電?分解の場合( 二次電池 の充電の場合)
    • 正極 = アノ?ド、負極 = カソ?ド
  • 電池の場合(二次電池の放電の場合)
    • 正極 = カソ?ド、負極 = アノ?ド

となる。これは、電?分解の時には正極へ電流が流れ?み、電池(の放電)では正極から電流が流れ出すことに??する。例えば、二次電池である鉛蓄電池のPbO 2 極は、充電時も放電時も正極であるが、充電時は電流が流れ?むアノ?ドで酸化され、放電時は電流が流れ出すカソ?ドで還元される。

陽極 陰極 の用語は、電流の方向(酸化?還元の方向)による( アノ?ド カソ?ド の直?)とする流儀と、電位の高低による流儀があり、混?している。これに?して、 正極 (せいきょく、positive electrode)、 負極 (ふきょく、negative electrode)の用語は、電位の高い/低いの?別として定着している。高校化?では、電池の場合「正極?負極」、電?分解の場合「陽極?陰極」と呼んでいる。

半導?素子 [ 編集 ]

  • トランジスタ  : エミッタ (E)、コレクタ (C)、ベ?ス (B)
    • 名?はベ?ス接地接?型PNPトランジスタの構造と正孔の動きに由?し、正孔が注入される極( E mitter=emissions : 放出)、正孔が回?される極( C ollector=collections : 回?)、接地基板( B ase : 基板)にちなむ。
  • FET  : ソ?ス (S)、ドレイン (D)、ゲ?ト (G)
    • 名?は接合型電界?果トランジスタの構造と電子の動きに由?し、電子を?生する極( S ource : ?生源)、電子を外へ排する極( D rain : 排出溝)、調節する?門 ( G ate) にちなむ。
  • ダイオ?ド  : カソ?ド (K)、 アノ?ド (A)
    • ダイオ?ドはもともと二極?空管 ( Di -electr ode tube) を指し、アノ?ド電極、カソ?ド電極と??する。記?Kはドイツ語のカソ?ド (Kathode)、アノ?ド (Anode) に由?する。

陰極管 [ 編集 ]

  • ?空管  : カソ?ド (K)、プレ?ト (P)、グリッド (G)

受動素子 [ 編集 ]

電?分解 [ 編集 ]

  • アノ?ド(陽極)
    • 電子が奪われ、 酸化 反?が起こる。電位の高い 正極 になる。
  • カソ?ド(陰極)
    • 電子が供給され、 還元 反?が起こる。電位が低い 負極 になる。

電池 [ 編集 ]

  • 正極 (= カソ?ド
    • 電池 へ電子が供給され、 還元 反?が起きる カソ?ド になる。
  • 負極 (= アノ?ド
    • 電池 の電子が奪われ、 酸化 反?が起きる アノ?ド になる

なお、 陽極 ? 陰極 の用語は、電流の方向(酸化?還元の方向)にもとづく アノ?ド ? カソ?ド の直?とする流儀と、電位が高い?低い( 正極 ? 負極 )の意味で用いる流儀がある。電?分解では二つの流儀は同じである(正極=陽極=アノ?ド、負極=陰極=カソ?ド)。しかし、電池では、

  • 前者の流儀 : 正極=カソ?ド=陰極、負極=アノ?ド=陽極
  • 後者の流儀 : 正極=カソ?ド=陽極、負極=アノ?ド=陰極

となり、陰極?陽極が逆になる。混?を避けるため、電池に?しては陽極?陰極を使わない方が良い。電?分解に?しても、正極?負極、アノ?ド?カソ?ドの用語だけを用い、陽極?陰極の用語を使わない流儀もある [1]

標準電極 [ 編集 ]

pHや標準電位などを測定するために用いる。

脚注 [ 編集 ]

  1. ^ 高橋正雄、?子 昇 「電解百話 第82話、アノ?ド?カソ?ド、陽極?陰極、正極?負極は何故に紛らわしいか」 ソ?ダと?素、2005