Hvad er en kold katode?

En kold katode er en katode, der ikke opvarmes. Selvom det kan synes åbenlyst, er denne forskel meget vigtig for katodens indre funktioner. Disse katoder, selvom de ikke specifikt opvarmes som varme katoder, har stadig potentialet til at blive meget varme ved brug. En kold katode bruges i flere former for lysstofrør og gasbaseret belysningssystemer, som neonskilt. Mens kolde katodelys bruges i vid udstrækning i mange moderne systemer, er deres elforbrug ofte højere end alternative systemer.

En katode er den del af en diode, hvor elektricitet strømmer ud under strømforbrug. De fleste katoder er varme katoder eller filamenter. Disse katoder opretholder en meget højere effekttæthed ved at opvarme katoden. Dette forbedrer elektronstrømmen og giver katoden mulighed for at opretholde en stærkere strømningsstrøm. Disse typer katoder bruges til alt fra lyspærer til katodestrålerør (CRT'er), også kendt som tv-rør (TV).

En kold katode bruger ikke nogen form for opvarmning til at oplade dens strømstrøm. I dette tilfælde skubbes en betydelig spænding gennem katoden, hvilket genererer et elektrisk felt. Katoden anvender derefter dette elektriske felt til at opretholde sin effektstrøm. Denne metode til generering og opretholdelse af en ladning er mindre effektiv end metoden for en varm katode, men den genererer også mindre varme.

Mens den kolde katode ikke opvarmes, betyder det ikke, at den ikke er varm. Når strømmen bevæger sig gennem katoden, overføres en lille mængde strøm til varme. Denne varme forbedrer katodens strømforbrug, men det vil også gøre enheden varmere. Mens nogle kolde katodeenheder altid er kølige at røre ved, kan andre blive lige så varme som almindelige hot cathode-enheder.

En af de primære anvendelser af kolde katoder er i gasbaseret belysning, såsom dem i neonskilt. Den spænding, der kræves for at begejse gasserne, er normalt lavere end den spænding, der kræves til andre former for belysning. Dette tillader, at den kolde katode fungerer ved en lavere spænding end en varm katode og genererer mindre overskydende varme.

Kolde katoder er også den primære måde at skabe baggrundslys på til LCD-skærme (liquid crystal display). I dette tilfælde bruges en kold katode primært til lavere varmegenerering og stabil spændingsanvendelse. Dette gør det muligt for de fleste LCD-tv'er at arbejde uden et aktivt kølesystem.

Problemet med kolde katoder ligger i den spænding, der kræves for at holde dem i drift. Varme katoder kan arbejde i variabel spænding meget let på grund af den termiske induktion skabt af deres varme. Kolde katoder er ikke i stand til at gøre dette, og dips i spænding får katoden til at miste strøm. Dette betyder, at et koldt system skal opretholde en højere spænding og bruge mere elektricitet end lignende varmtanlæg.