A noção de cátodo é usada no campo da física para nomear um eletrodo negativo . A etimologia do termo refere-se à palavra grega káthodos, que se traduz como "caminho descendente" .

O eletrodo é chamado de fim de um condutor elétrico que coleta ou transfere uma corrente quando está em contato com um meio. No caso específico dos cátodos, são eletrodos que possuem carga elétrica negativa .

As extremidades ou terminais de uma bateria ou bateria são chamados de pólos, que podem ser negativos ou positivos. Essa qualidade é chamada polaridade . A direção de circulação da corrente elétrica foi fixada convencionalmente como o fluxo de cargas que vai do pólo positivo ao pólo negativo.

Em dispositivos que fornecem energia, como baterias, o cátodo tem polaridade positiva . Por outro lado, se o elemento realiza um consumo de energia, o cátodo tem uma polaridade negativa .

Nos cátodos, são geradas reações redox (redução-oxidação) que fazem com que um material, ao obter elétrons (partículas elementares com carga negativa), sofra uma redução em seu estado de oxidação. Nos ânodos (eletrodos positivos), por outro lado, são realizadas reações de oxidação, que levam a um material perdendo elétrons e aumentando seu estado de oxidação.

No que diz respeito à etimologia, sabe-se que o termo foi cunhado pelo físico e químico Michael Faraday, originário da Grã-Bretanha, que fez grandes contribuições para os campos da eletroquímica e eletromagnetismo. Mais especificamente, Faraday mencionou pela primeira vez no contexto de sua pesquisa experimental sobre eletricidade, na sétima série.

O significado que deu à palavra cátodo foi o de "saída, caminho descendente", já que sua origem está em uma palavra grega que pode ser traduzida como "caminho, abaixo"; neste caso, deve ser entendido apenas em referência ao eletrólito das células eletroquímicas.

Chama-se cátodo termiônico a esse eletrodo que, a partir do efeito termiônico gerado pelo calor, faz uma emissão de elétrons; Esse fenômeno também é conhecido como o efeito Edison . Este tipo de cátodo, por exemplo, é a fonte de elétrons usados ​​em válvulas termiônicas.

Uma das propriedades mais importantes do cátodo termiônico é que ele pode aumentar sua própria temperatura por conta própria; Para fazer isso, ele circula uma corrente de aquecimento através dele, ou usa um filamento ao qual está termicamente acoplado. Os materiais que conseguem emitir elétrons a uma temperatura não muito alta são os mais eficientes para aproveitar o efeito termiônico; algumas das mais comuns são as ligas de tungstênio (que também é chamado de tungstênio ), tório e lantanídeos; Outra opção é revestir o cátodo com óxido de cálcio.

Por outro lado, as correntes de elétrons que podem ser observadas nos tubos de vácuo são aquelas que são fabricadas em vidro e que são equipadas com um mínimo de dois eletrodos, um ânodo e um cátodo em uma configuração que é chamado diodo . Quando o cátodo aquece, emite uma radiação que se move na direção do ânodo; Se as paredes de vidro internas atrás do último têm uma cobertura de algum material fluorescente, então elas produzem um brilho intenso.

Este conceito é encontrado na maioria das telas de televisão e monitores das últimas décadas, uma vez que eles usavam tubos de raios catódicos, uma tecnologia que constantemente emite raios para uma tela de vidro revestida com chumbo e fósforo para reproduzir imagens. O chumbo protege a pessoa da radiação do raio, enquanto o fósforo torna possível a reprodução de imagens.