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電極
(でんきょく)とは、
受動素子
、
?空管
や
半導?素子
のような
能動素子
、
電?分解
の
?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
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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)
- 電池の場合(二次電池の放電の場合)
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
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- 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
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- ?空管
: カソ?ド (K)、プレ?ト (P)、グリッド (G)
受動素子
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電?分解
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- 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
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- 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
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pHや標準電位などを測定するために用いる。
脚注
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- ^
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