Što je katodna struja?

Postoje dvije vrste elektroničkih ili električnih uređaja: oni koji opskrbljuju energijom i oni koji koriste energiju. Na uređaju koji napaja struju, katoda je pozitivni terminal, a anoda negativni terminal. Za uređaje koji koriste napajanje, katoda je negativni terminal, a anoda pozitivni terminal. Pozitivna katodna struja je struja koja teče iz katode, a negativna katodna struja teče u katodu.

Elektroni imaju negativan naboj i privlače ih pozitivni naboji. To je tok elektrona kroz vodljivi materijal koji čini električnu struju, a elektroni uvijek teku iz negativnog u pozitivno. Stoga elektroni teže istjecati iz katode, koja je negativni terminal, u anodu, koja je pozitivni terminal. To čini razumijevanje katodne struje nekih uređaja kao što su diode i baterije pomalo kompliciranim.

Baterije su označene pozitivnim i negativnim terminalima, često koristeći znak plus (+) ili znak minus (-). Ove oznake mogu dovesti u zabludu. Strujni tok iz baterije je pozitivna struja – što znači struja koja teče naprijed – koja napušta pozitivni terminal baterije, teče kroz strujni krug i natrag do negativnog terminala baterije. Pozitivni terminal baterije zapravo ima negativan naboj i katoda je uređaja. Katodna struja teče iz pozitivnog terminala baterije.

Elektronički uređaji koji se nazivaju diode imaju polarizirane terminale. Katoda diode sastoji se od negativnog materijala, što znači da ima više elektrona nego protona. Odupire se protoku elektrona kroz njega jer materijal već ima višak elektrona. Anoda je suprotna i nedostaje joj elektrona, što olakšava strujanje elektrona u nju. Kako broj elektrona u pozitivnom materijalu anode dosegne određenu razinu, oni svladavaju otpor negativnog materijala, a prednja ili pozitivna katodna struja teče iz katodnog terminala diode.

Dioda će početi voditi u obrnutom smjeru ako napon postane dovoljno visok. Na standardnoj diodi ova obrnuta struja brzo uzrokuje trajno oštećenje diode. Diode posebne namjene kao što su Zener diode i tunelske diode dizajnirane su za provođenje nakon što obrnuti napon dosegne određeni prag. Obrnuta ili negativna katodna struja teče u diodu kroz katodu i izlazi iz anode.

Vakuumske cijevi su nešto drugačije zbog načina na koji rade. Elektroni teku u katodu uređaja i skupljaju se na elektrodi unutar vakuuma cijevi. Kako negativni naboj na elektrodi raste, elektroni napuštaju elektrodu i teku do pozitivnije nabijene anode. To uzrokuje pozitivan protok struje iz anodnog terminala cijevi. U ovom slučaju, katodna struja je negativna struja i teče u uređaj, a ne iz njega.