אלקטרודה

אלקטרודה היא מוליך חשמלי המשמש ליצירת מגע עם תווך לא מתכתי של מעגל חשמלי (כגון מוליך למחצה, אלקטרוליט או ואקום). את המונח טבע המדען מייקל פאראדיי מצירוף המילה אלקטרון עם המילה היוונית "הודוס" שמשמעה "דרך". על מנת שהתווך יהיה חלק ממעגל חשמלי עליו להיות במגע עם לפחות שתי אלקטרודות.

האנודה (מלשון אניון) היא האלקטרודה שבה מתרחשת תגובת חמצון, והקתודה (מלשון קטיון) היא זו שבה מתרחשת תגובת חיזור. בתא גלווני או בסוללה שמספקים חשמל האלקטרודה שהמתח החשמלי שלה שלילי יותר נקראת אנודה, והאלקטרודה החיובית נקראת קתודה. כשמחברים את שתי האלקטרודות בעזרת תיל מתכת, האלקטרונים זורמים מהאנודה לקתודה. בתא אלקטרוליטי שדרכו מזרימים זרם חשמלי על מנת לבצע אלקטרוליזה האנודה היא האלקטרודה החיובית ואילו הקתודה היא האלקטרודה השלילית. באופן דומה ברכיבים אלקטרוניים כמו דיודה נהוג לסמן את הקתודה ב"מינוס" ("-") ואת האנודה ב"פלוס" ("+").

אם התווך מכיל חלקיקים טעונים חשמלית והמתח החשמלי בין האלקטרודות גבוה דיו על מנת להניעם, יזרמו חלקיקים בעלי מטען חשמלי שלילי (אלקטרונים או אניונים) מן התווך אל האנודה, בעוד חלקיקים בעלי מטען חשמלי חיובי (קטיונים) יזרמו מן התווך אל הקתודה.

בתאים אלקטרוכימיים אפשר שתיגרם תגובת חיזור של החומר שממנו עשויה האנודה, ותגובת חמצון של החומר שממנו עשויה הקתודה. כדי למנוע זאת מצפים את חוט הכסף שממנו האלקטרודה עשויה בכסף כלורי המחליף יונים עם התמיסה שממנה נרשם האות החשמלי.

שימושים נפוצים
במחקר בתחום אלקטרופיזיולוגיה משתמשים באלקטרודות לרישום האותות החשמליים הנוצרים בתבחינים ביולוגים. ברישום מאיבר שלם משתמשים באלקטרודות שטח הרושמות אותות הנוצרים באיבר כולו. האלקטרודות מונחות במספר מקומות על פני העור, במקביל לאיבר, והתגובה החשמלית של האיבר מושווה מאלקטרודות שונות על ידי מגבר או מחשב. לדוגמה שיטות של אלקטרואנצפלוגרם למדידת זרמים במוח, או אלקטרוקרדיוגרם למדידת זרמים מהלב. ברישום תוך-תאי משתמשים בצינורות זכוכית הנמתחים בחום בעזרת מכשיר ייעודי עד לקוטר של כמיקרון. גודל זה מאפשר את חדירת האלקטרודה דרך קרום התא ורישום של הבדל פוטנציאלים בינו ובין אלקטרודה המונחת בתווך החוץ-תאי. הערכים האופייניים נעים בין 40 מילי-וולט ל-70 מילי-וולט. תוך האלקטרודה ממולא בתמיסת מלח אשר היונים שלה הם נושא המטען החשמלי ומחליפים יונים עם הסביבה התאית. 

המחקר האלקטרופיזיולוגי מתמחה בווריאציות רבות של אלקטרודות, ואחד המעניינים שבהם היא האלקטרודה לקיבוע פיסה המוכנה בשיטה רבת שלבים. לאחר מתיחת אלקטרודת הזכוכית בעוצמה מוגדרת תחת תיל לוהט, מחליקים את חוד האלקטרודה בעזרת חום ויוצרים קצה עגול בקוטר של מספר מיקרונים (או פחות) עם פני שטח חלקים. בעזרת לחץ שלילי קל מצמידים אותו לקרום התא ועקב תכונות של קרום התא הוא נצמד לזכוכית באטימה שערך ההתנגדות שלה הוא של מיליארדי אוהמים. בעקבות כך זרמים בגובה של פיקו-אמפרים נרשמים מתוך תעלות יוניות בודדות המצויות בקרום ה"לכוד" על ידי האלקטרודה.

קישורים חיצוניים

 https://www.electrical4u.com/diode-working-principle-and-types-of-diode/


קטגוריה:חשמל
קטגוריה:אלקטרוכימיה