Elektroden dienen
der Zu- oder Abführung von elektrischem Strom in Lösungen, Gase
oder in das Vakuum. Sie bestehen meist aus metallischen Leitern, die je
nach Aufgabe und Anwendungszweck unterschiedliche Formen und Anordnungen
besitzen.
Die positive Elektrode wird als Anode
bezeichnet. Zur Anode wandern negativ geladene Teilchen, die als Anionen
bezeichnet werden. In Elektronenröhren oder in Gasentladungsröhren
handelt es sich bei diesen Teilchen um Elektronen, in Elektrolyten können
es beliebige negativ geladene Ionen sein. Die negative
Elektrode ist die Katode. Zu ihr bewegen
sich - falls vorhanden - positiv geladene Ladungsträger, die man auch
Kationen nennt.
Verschiedene Arten von Katoden
In Elektronenröhren dienen Katoden
zur Emission von Elektronen (Bild 1). Je nach beabsichtigten Zweck kann
die verwandte Elektrode in diesen Röhren spezielle Merkmale aufweisen.
Bei spitz zulaufenden Katoden handelt es sich häufig um Feldemissionskatoden.
Bei dieser Art von Katoden erreicht die elektrische Feldstärke in
der Nähe der Metallspitze sehr hohe Werte. Dadurch werden Elektronen
aus dem Katodenmetall emittiert und stehen als frei bewegliche Ladungsträger
zur Verfügung.
Unter Ausnutzung der Glühemission arbeiten so genannte Glühkatoden.
Entweder wird die Glühkatode über eine gesonderte Heizwendel
erwärmt oder sie ist so konstruiert, dass sie beim Röhrenbetrieb
selbst heiß genug wird, um den glühelektrischen Effekt an ihrer
Oberfläche auszulösen.
In Fotozellen werden die Katoden durch Lichtbestrahlung zur Elektronenemission
angeregt.
Elektroden bei der Elektrolyse
Für die Elektrolyse nutzt man die Elektroden neben der Stromzuführung
gleichzeitig als Stoffsammler. Da an den Elektroden die Reaktionsprodukte
der Elektrolyse abgeschieden werden, versieht man sie nach Möglichkeit
mit speziellen Gasaustrittsöffnungen für gasförmige Elektrolyte
oder mit einer solchen Oberfläche, von der ein fester Elektrolyt
leicht abfallen und aufgefangen werden kann.
Bei Akkumulatoren, anderen Batterien
oder Brennstoffzellen nennt man die Spannungspole ebenfalls Elektroden.
In diesem Fall dienen die Elektroden nicht nur der Zuführung, sondern
der Bereitstellung von elektrischem Strom.