Noțiunea de catod este folosită în domeniul fizicii pentru a desemna un electrod negativ . Etimologia termenului se referă la cuvântul grecesc kathodos, care se traduce ca "cale descendentă" .

Electrodul este numit capătul unui conductor electric care colectează sau transferă un curent atunci când acesta este în contact cu un mediu. În cazul specific al catodurilor, ele sunt electrozi care au o sarcină electrică negativă .

Capetele sau terminalele unei baterii sau ale unei baterii se numesc poli, care pot fi negative sau pozitive. Această calitate este numită polaritate . Direcția de circulație a curentului electric a fost fixată în mod convențional ca debitul de sarcină care merge de la polul pozitiv la polul negativ.

În dispozitivele care furnizează energie, cum ar fi bateriile, catodul are o polaritate pozitivă . Pe de altă parte, dacă elementul realizează un consum de energie, catodul are o polaritate negativă .

În catozi, se generează reacții redox (reducere-oxidare) care determină un material, prin obținerea electronilor (particule elementare care au o sarcină negativă), să sufere o reducere a stării sale de oxidare. În anozi (electrozii pozitivi), pe de altă parte, se efectuează reacții de oxidare, ceea ce duce la pierderea de electroni și la creșterea stării de oxidare.

În ceea ce privește etimologia, se știe că termenul a fost inventat de fizicianul și chimistul Michael Faraday, inițial din Marea Britanie, care a contribuit foarte mult la domeniile electrochimiei și electromagnetismului. Mai exact, Faraday a menționat pentru prima dată în contextul cercetărilor sale experimentale asupra electricității, în cea de-a șaptea serie.

Semnificația pe care a dat-o cuvântului catod a fost aceea de "ieșire, descendentă", deoarece originea sa este într-un cuvânt grecesc, care poate fi tradus ca "cale, în jos"; în acest caz, trebuie înțeleasă numai în ceea ce privește electrolitul celulelor electrochimice.

Se numește catodul termionic acelui electrod care, datorită efectului termionic generat de căldură, produce o emisie de electroni; Acest fenomen este, de asemenea, cunoscut sub numele de efect Edison . Acest tip de catod, de exemplu, este sursa electronilor folosiți în supapele termonice.

Una dintre cele mai importante proprietăți ale catodului termionic este faptul că poate crește singură temperatura proprie; pentru a face acest lucru, el circulă un curent de încălzire prin el sau folosește un filament la care este cuplat termic. Materialele care reușesc să emită electroni la o temperatură care nu este prea ridicată sunt cele mai eficiente pentru a profita de efectul termionic; unele dintre cele mai frecvente sunt aliajele de tungsten (care se mai numește și tungsten ), toriu și lantanide; O altă opțiune este de a acoperi catodul cu oxid de calciu.

Pe de altă parte, curenții de electroni care se pot observa în tuburile vidate sunt acele care sunt fabricate din sticlă și care sunt echipate cu cel puțin doi electrozi, un anod și un catod într-o configurație care este dioda numită. Când catodul se încălzește, emite o radiație care se mișcă în direcția anodului; Dacă pereții din sticlă interioară din spatele acestora au o acoperire cu un material fluorescent, atunci ele produc o luminozitate intensă.

Acest concept se regăsește în majoritatea ecranelor de televiziune și de monitorizare din ultimele decenii, deoarece acestea utilizează tuburi catodice, o tehnologie care emite în mod constant raze spre un ecran de sticlă acoperit cu plumb și fosfor pentru a reproduce imagini. Plumb protejează persoana de radiații de fulgere, în timp ce fosforul face posibilă reproducerea imaginilor.