Wat is een koude kathode?

Een koude kathode is een kathode die niet wordt verwarmd. Hoewel dat vanzelfsprekend lijkt, is dit verschil erg belangrijk voor de interne functies van de kathode. Deze kathoden, hoewel niet specifiek verwarmd zoals hete kathoden, hebben nog steeds het potentieel om erg heet te worden door gebruik. Een koude kathode wordt gebruikt in verschillende vormen van fluorescerende en op gas gebaseerde verlichtingssystemen, zoals neonreclames. Hoewel koude kathodelichten op grote schaal worden gebruikt in veel moderne systemen, is hun elektriciteitsverbruik vaak hoger dan bij alternatieve systemen.

Een kathode is het gedeelte van een diode waar elektriciteit uit stroomt tijdens stroomverbruik. De meeste kathoden zijn hete kathoden of filamenten. Deze kathoden behouden een veel hogere vermogensdichtheid door de kathode te verwarmen. Dit verbetert de elektronenstroom en zorgt ervoor dat de kathode een sterkere stroom kan behouden. Dit soort kathoden wordt voor alles gebruikt, van gloeilampen tot kathodestraalbuizen (CRT's), ook wel televisiebuizen genoemd.

Een koude kathode gebruikt geen enkele vorm van verwarming om zijn stroom te laden. In dit geval wordt een significante spanning door de kathode geduwd, waardoor een elektrisch veld wordt gegenereerd. De kathode gebruikt dan dit elektrische veld om zijn stroom te handhaven. Deze methode voor het genereren en behouden van een lading is minder efficiënt dan die van een hete kathode, maar genereert ook minder warmte.

Hoewel de koude kathode niet wordt verwarmd, betekent dit niet dat deze niet heet is. Terwijl de stroom door de kathode beweegt, wordt een kleine hoeveelheid vermogen in warmte overgedragen. Die hitte zal het stroomverbruik van de kathode verbeteren, maar het zal ook de eenheid heter maken. Hoewel sommige koude kathodeapparaten altijd koel aanvoelen, kunnen andere zo heet worden als standaard hete kathodeapparaten.

Een van de belangrijkste toepassingen van koude kathoden is verlichting op gasbasis, zoals bij neonreclames. De spanning die nodig is om de gassen te exciteren is meestal lager dan de spanning die vereist is voor andere vormen van verlichting. Hierdoor kan de koude kathode op een lagere spanning werken dan een hete kathode en minder overtollige warmte genereren.

Koude kathoden zijn ook de primaire manier om achtergrondverlichting te maken voor LCD-schermen. In dit geval wordt een koude kathode voornamelijk gebruikt voor de lagere warmteontwikkeling en het stabiele spanningsgebruik. Hierdoor kunnen de meeste lcd-tv's werken zonder een actief koelsysteem.

Het probleem met koude kathoden ligt in de spanning die nodig is om ze operationeel te houden. Hete kathoden kunnen zeer gemakkelijk in variabele spanningen werken vanwege de thermische inductie die door hun warmte wordt gecreëerd. Koude kathodes zijn niet in staat om dit te doen en onderdompelingen in spanning veroorzaken dat de kathode vermogen verliest. Dit betekent dat een koud systeem een ​​hogere spanning moet behouden en meer elektriciteit moet gebruiken dan vergelijkbare warme systemen.