Co to jest zimna katoda?

Zimna katoda to katoda, która nie jest podgrzewana. Choć może się to wydawać oczywiste, różnica ta jest bardzo ważna dla wewnętrznych funkcji katody. Katody te, choć nie są specjalnie podgrzewane jak katody gorące, nadal mogą się bardzo nagrzewać podczas użytkowania. Zimna katoda jest stosowana w kilku formach świetlnych i gazowych systemów oświetleniowych, takich jak neony. Podczas gdy lampy z zimną katodą są szeroko stosowane w wielu nowoczesnych systemach, ich zużycie energii elektrycznej jest często wyższe niż w systemach alternatywnych.

Katoda to część diody, w której prąd wypływa podczas zużycia energii. Większość katod to gorące katody lub żarniki. Katody te utrzymują znacznie wyższą gęstość mocy poprzez podgrzewanie katody. Poprawia to przepływ elektronów i umożliwia katodzie utrzymanie silniejszego przepływu mocy. Te typy katod są używane do wszystkiego, od żarówek po lampy elektronopromieniowe (CRT), zwane także lampami telewizyjnymi (telewizyjnymi).

Zimna katoda nie wykorzystuje żadnej formy ogrzewania do ładowania przepływu mocy. W takim przypadku przez katodę przepychane jest znaczne napięcie, wytwarzające pole elektryczne. Katoda następnie wykorzystuje to pole elektryczne do utrzymania przepływu mocy. Ta metoda generowania i utrzymywania ładunku jest mniej wydajna niż w przypadku gorącej katody, ale generuje również mniej ciepła.

Zimna katoda nie jest podgrzewana, ale to nie znaczy, że nie jest gorąca. Gdy prąd przepływa przez katodę, niewielka ilość energii jest przenoszona na ciepło. Ciepło to poprawi zużycie energii przez katodę, ale spowoduje również, że jednostka będzie cieplejsza. Podczas gdy niektóre urządzenia z zimną katodą są zawsze chłodne w dotyku, inne mogą stać się tak gorące jak standardowe urządzenia z gorącą katodą.

Jednym z podstawowych zastosowań zimnych katod jest oświetlenie gazowe, na przykład w neonach. Napięcie wymagane do wzbudzenia gazów jest zwykle niższe niż napięcie wymagane dla innych form oświetlenia. Dzięki temu zimna katoda działa przy niższym napięciu niż gorąca katoda i generuje mniej nadmiaru ciepła.

Zimne katody są również podstawowym sposobem wytwarzania tylnego światła dla ekranów ciekłokrystalicznych (LCD). W tym przypadku zimna katoda jest używana przede wszystkim do niższego wytwarzania ciepła i stabilnego napięcia. Dzięki temu większość telewizorów LCD może działać bez aktywnego układu chłodzenia.

Problem z zimnymi katodami polega na napięciu wymaganym do ich działania. Gorące katody mogą bardzo łatwo pracować przy zmiennych napięciach dzięki indukcji cieplnej wytwarzanej przez ich ciepło. Zimne katody nie są w stanie tego zrobić, a spadki napięcia powodują, że katoda traci moc. Oznacza to, że zimny system musi utrzymywać wyższe napięcie i zużywać więcej energii elektrycznej niż podobne gorące systemy.