Co to jest katoda?
Katoda jest elektrodą, przez którą prąd elektryczny wychodzi ze spolaryzowanego urządzenia elektrycznego. Przeciwieństwem jest anoda, przez którą prąd elektryczny wpływa do urządzenia elektrycznego. Dodatnio naładowane jony, zwane kationami, poruszają się w kierunku katody, natomiast ujemnie naładowane jony, zwane anionami, przemieszczają się w kierunku anody. W urządzeniach dostarczających energię, takich jak rozładowywanie akumulatorów, katoda jest naładowana dodatnio, ale w urządzeniach zużywających energię, w tym ładujących akumulatory, jest naładowana ujemnie.
W chemii katoda jest elektrodą ogniwa elektrochemicznego, przy której zachodzi redukcja lub wzrost elektronów. Jeśli ogniwo elektrochemiczne jest elektrolityczne, co oznacza, że jest zasilane energią elektryczną w celu rozbicia związków chemicznych, jego katoda jest ujemna. W przeciwnym typie ogniwa elektrochemicznego, ogniwie galwanicznym, reakcje chemiczne powodują uwolnienie energii elektrycznej i staje się dodatnie.
Ujemna biegunowość musi być przyłożona do katody ogniwa elektrolitycznego w celu przeprowadzenia pożądanych reakcji chemicznych. Z drugiej strony w ogniwie galwanicznym należy podłączyć biegun dodatni, aby zakończyć obwód. Po zakończeniu obwodu elektrony emitowane przez anodę wracają do komórki przez katodę.
W fizyce i elektronice katoda jest elektrodą odpowiedzialną za wysyłanie elektronów do urządzenia, powodując jego pracę. Swobodnie emitowane elektrony mogą być uzyskiwane na wiele sposobów, albo przez ciepło lub energię światła, albo przez silne zewnętrzne pole elektromagnetyczne. Ta ostatnia metoda napędzania emisji elektronów jest znana jako emisja elektronowa pola, a zastosowane katody nazywane są zimnymi katodami.
Chociaż mogą działać w wysokich temperaturach, zimne katody różnią się od „gorącej” odmiany, ponieważ nie są one bezpośrednio podgrzewane w celu napędzania emisji elektronów. Gorące katody, zwane również włóknami, są znacznie bardziej popularne we współczesnej elektronice. Katody, które czerpią energię ze światła, są zasilane przez emisję fotoelektryczną i są wykorzystywane w aplikacjach fotowoltaicznych lub słonecznych. Różne rodzaje metali mają elektrody dostosowane do różnych metod dostarczania energii elektrycznej.