Катод

Като́д (от греч. κάθοδος – ход вниз, возвращение), электрод различных радио- и электротехнических приборов или устройств (например, электровакуумного прибора, электролизёра, гальванического элемента), характеризующийся тем, что движение электронов во внешней цепи направлено к нему (в отличие от анода).

В электролизёрах, электронных и других приборах катод соединяется с отрицательным полюсом источника электрического тока. Конструктивные особенности и материал катода определяются спецификой его работы в приборе (устройстве).

В электролизёре на катоде происходит восстановление катионов электролита в катионы более низкой степени окисления или в атомы (например, Fe³⁺ +e⟶Fe² +Fe³⁺ +e⟶Fe²⁺ , Cu²⁺ +2e⟶Cu,
где e – электрон).

Для изготовления катода обычно применяют сталь, в том числе с различными защитными покрытиями в зависимости от агрессивности электролита, продуктов электролиза, температуры и др.

В гальванотехнике используются также неметаллические катоды (например, графитовые).

В электронно-лучевых и плазменных печах катоды подвергаются бомбардировке положительными ионами остаточных газов и парами переплавляемых материалов. Такие катоды изготовляют из тугоплавких металлов (W, Та и др.), обычно в виде литых или штампованных стержневых либо цилиндрических полых деталей.

В электровакуумных приборах (ЭВП) катод служит источником электронов. По способу возбуждения электронной эмиссии (способу испускания электронов) различают термоэлектронные катоды, эмитирующие электроны при нагревании, и холодные катоды, не имеющие специального подогрева (в том числе автоэлектронные, вторично-эмиссионные, фотокатоды и др.).

Основными параметрами, общими для всех катодов ЭВП, являются:

• эмиссионная способность, определяемая как плотность тока эмиссии, или удельная эмиссия при заданном значении вызывающего эмиссию фактора (например, для термоэлектронных катодов – их температуры, для вторично-эмиссионных – энергии первичных электронов);
• эффективность, характеризуемая для термоэлектронных катодов отношением тока эмиссии к мощности, затрачиваемой на нагрев, для вторично-эмиссионных катодов – коэффициент вторичной электронной эмиссии и т. д.;
• долговечность (или срок службы) – время работы катодов, в течение которого они сохраняют свои параметры в пределах технических норм.

Термин «катод» предложен М. Фарадеем в 1834 г.