Ánodo: Definición y descripción general

¿Qué es un ánodo?

Un ánodo es una parte de un componente que forma un circuito eléctrico. Entonces, comencemos con algunos conceptos básicos de un circuito eléctrico para que podamos entender realmente qué es un ánodo y cómo encaja en el panorama general.

Una mirada simple a los circuitos eléctricos

Muy simplemente, un circuito eléctrico es un sistema en el que la corriente eléctrica, que se define como el flujo de carga eléctrica, fluye a través de un conductor. El conductor suele ser algo simple como un cable de cobre, pero también puede ser algo más complicado como una solución líquida o gaseosa, que se llama electrolito.

Pero, ¿qué causa la corriente eléctrica? Si conectara un cable de un extremo a otro en un bucle, ¿fluirían electrones a través del cable?

La respuesta es no, y la razón es que con solo un conductor, no tenemos nada que impulse el flujo de la carga eléctrica. Entonces, ¿cómo hacemos que fluya la carga eléctrica? Lo hacemos agregando un componente al circuito que proporciona lo que se llama potencial eléctrico.

El potencial eléctrico es una forma simplificada de describir la energía potencial que tiene una partícula eléctrica debido a su ubicación. Para comprender realmente este principio, podemos hacer una analogía con la gravedad.

Pensemos en la gravedad de manera muy simple como un campo de energía. Al estar cerca de la Tierra, los objetos con masa, incluidos nosotros mismos, experimentamos los efectos de ese campo de energía gravitacional todos los días. Somos arrastrados hacia la Tierra. Tenemos una forma de cuantificar esos efectos calculando la energía requerida para llegar a ciertas ubicaciones físicas en el campo gravitacional, y es la ecuación de energía potencial ( PE ), que es:

PE = m * g * h (Ecuación 1)

donde m es la masa del objeto, g es la aceleración debida a la gravedad de un objeto y h es la altura del objeto.

Entonces, ¿qué nos dice esta ecuación? Nos dice que si nosotros, con nuestra masa ( m ), estamos a cierta altura ( h ), tendremos una cierta cantidad de energía potencial ( PE ). Otra forma de pensar en esto es que si quieres alcanzar una cierta altura con tu masa, algo tiene que proporcionarte la cantidad de energía necesaria para llegar allí. Piensa en ello como escalar una montaña: si estás en la cima, pones mucha energía para llegar allí porque luchaste contra el campo gravitacional de la Tierra hasta el final.

El potencial eléctrico se parece mucho al potencial gravitacional. Describe la cantidad de energía que tiene una partícula según su ubicación. Es una forma de cuantificar cuánta energía se le dio a la partícula para que se moviera contra un campo eléctrico. En el caso de nuestro circuito eléctrico, ese campo es el campo creado por la repulsión de la partícula eléctrica a otras partículas similares. Así que, al igual que en nuestra situación de montañismo, estamos describiendo una partícula que se abrió camino a través de un campo eléctrico para llegar a donde está.

Cómo encajan los ánodos en un circuito eléctrico

¿Cómo se relaciona esto con un ánodo? Un ánodo es una parte de un dispositivo en un circuito eléctrico en el que los electrones se acumulan y salen a través del conductor.

Hablemos de un ejemplo muy específico con el que probablemente todos estemos familiarizados: una batería.

Una batería funciona alojando una solución electrolítica y dos conductores en cada extremo, como se muestra en la Figura 1 a continuación. Para nuestros propósitos, diremos que el extremo inferior es el ánodo y el extremo superior es el opuesto del ánodo, que llamamos cátodo.

Una reacción química dentro de la batería hace que los electrones, que están cargados negativamente, se junten en el ánodo y los protones, que están cargados positivamente, se junten en el cátodo, como se muestra en la Figura 2 a continuación:

Como puede ver, nos estamos acercando a tener todos los componentes que necesitamos para nuestro circuito eléctrico. El electrolito de la batería crea una diferencia de potencial eléctrico y una fuerza impulsora para que fluya la corriente. Todo lo que tenemos que hacer es conectar los dos extremos de la batería y tendremos electrones fluyendo desde el ánodo al cátodo, como puede ver en la Figura 3 a continuación:

Ahora que tenemos nuestro circuito eléctrico configurado, realmente podemos entender qué es el ánodo.

Dentro de la batería, se acumulan electrones en el ánodo. Cuando el ánodo y el cátodo están conectados por un conductor, los electrones, impulsados ​​por la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo, fluyen del ánodo al cátodo.

Bastante simple, ¿verdad? No tan rápido: hay algunos aspectos peculiares que debe tener en cuenta, pero es fácil trabajar con todos ellos ahora que tiene la configuración básica.

Primero, hablemos de la convención de dirección que usamos para actual. En nuestra configuración, tenemos electrones fluyendo desde el ánodo hacia el cátodo. Pero definimos el flujo de corriente como opuesto a la dirección del flujo de electrones. Eso significa que la corriente fluye DENTRO del ánodo, porque los electrones fluyen FUERA del ánodo. Un mnemónico común para recordar el flujo de corriente cuando se habla de ánodos es : ACID , o un nodo C urrent I nto D evice. Pero recuerde, el flujo de corriente es el opuesto al flujo de electrones, lo que significa que los electrones fluyen fuera del dispositivo a través del ánodo.

En segundo lugar, hablemos del dispositivo en sí. En nuestro ejemplo, tenemos una batería, que es un dispositivo que proporciona energía eléctrica. ¿Qué pasa si el dispositivo del que estamos hablando es uno que * usa * energía?

Pensemos en nuestra batería no como una que proporciona energía, sino como una que se recarga con otra batería. Todavía nos quedamos con nuestro ACID mnemónico , que nuevamente nos dice que el ánodo es la parte del dispositivo por donde fluye la corriente. En los casos de la batería recargable, el ánodo será el lado cargado positivamente.

Resumen de la lección

En resumen, un ánodo es un componente de un dispositivo que proporciona una diferencia de potencial eléctrico como parte de un circuito eléctrico. El ánodo es la parte del dispositivo donde la corriente fluye hacia el dispositivo; el mnemónico ACID (corriente de ánodo en el dispositivo) lo recuerda más fácilmente.