전극(電極, electrode)은 회로 내의 도체로 전류를 흘러 들어가게 하거나 나오게 하는 단자이다. 전원에서 전류를 내보내는(자유전자를 받아들이는) 쪽이 양극(양전극, +), 전류를 받아들이는(자유전자를 내보내는) 쪽이 음극(음전극, -)이다. 전지 따위의 직류 전원에서는 양극과 음극이 고정되어 있으나, 가정용 콘센트 따위에서 공급되는 교류 전원에서는 양극과 음극이 계속해서 바뀐다.
상세
회로 내의 도체(conductor)로 전류가 흘러 들어가거나 나오는 단자를 의미하는 전극(electrode)은 특히 회로의 비금속 부분(예를 들어 반도체, 전해질 등)과 접촉하고 있다. 상태 밀도(density of states)가 불연속적인 반도체 혹은 전도도가 상대적으로 좋지 않은 금속 산화물도 전극으로 활용할 수 있으나, 일반적으로는 금속 재질의 도체를 의미한다.
전기/전자 회로에서는 전원으로부터 전류를 내보내고 전자를 받아들이는 전극을 양극(positive electrode, +극), 반대로 전류가 들어오고 전자를 내보내는 전극을 음극(negative electrode, -극)이라고 한다. 이에 따라 실제 전자의 흐름은 음극에서 양극으로 진행하나, 전류의 흐름은 전자의 발견 전에 양극에서 음극으로 양전자가 이동하는 것으로 정의하였기 때문에, 전자의 진행 방향과 전류의 흐름 방향은 반대가 되었다. 직류 전원에서는 양극과 음극이 고정되어 있으나 교류 전원에서는 주기적으로 양극과 음극이 계속 바뀐다.
전기 화학 시스템에서는 전극이 전기 활성(electro-active) 화학종을 포함하는 전해질과 접촉해 있으며 이러한 화학종의 산화 반응이 일어나는 전극을 산화 전극(anode) 그리고 환원이 일어나면 환원 전극(cathode)이라고 한다. 알칼리 전지, 아연 탄소 전지와 같은 1차 전지는 자발적으로 산화 전극에서 전자가 발생하여 전선을 통해 환원 전극으로 흘러가는 갈바니 전지에 해당한다. 2차 전지는 방전 과정은 갈바니 전지로 작동하고, 충전 과정은 전기 에너지가 필요한 전기분해 전지로 작동하기 때문에, 산화 전극과 환원 전극이 충전과 방전 과정에서 반대로 바뀐다. 전위차법 기반의 지시 전극과 이온 선택성 전극은 전원과 연결되어 있지 않으며 전류가 거의 흐르지 않는다. 이때 전극은 전해질의 전위, 즉 전기 화학 퍼텐셜을 읽어내는 역할을 수행한다.
동영상
참고자료
- 〈전극〉, 《위키백과》
- 〈전극〉, 《화학백과》
같이 보기
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