Eine Entladungsröhre ist ein Objekt, das eine bestimmte Anordnung von Elektroden innerhalb einer Gaskammer enthält. Normalerweise werden diese Objekte innerhalb einer Glasabschirmung entworfen; einige verwenden jedoch Keramik oder emailliertes Metall. Sie arbeiten durch Anlegen einer Spannung, um die Bewegung von Partikeln durch die elektrischen Leiter zu starten. Dies verursacht die Ionisierung von Gas innerhalb der Entladungsröhre. Das Endergebnis ist die Beleuchtung der Gasentladungsröhre.
Entladungsröhren sind elektrochemische Zellen, dh sie erzeugen elektromotorische Kraft oder Spannung sowie Strom aus der chemischen Reaktion im Gas. Elektronen werden an jedem Ende der Röhre freigesetzt und aufgenommen, ähnlich wie bei einer Batterie. Eine Entladung unterscheidet sich jedoch von einer Batterie dadurch, dass sie in der Regel nicht wie eine Energiequelle wirkt. Wenn Elektronen die Gaszelle verlassen, spricht man von Oxidation. Wenn die Elektronen jedoch in die Zelle eintreten, wird dies als Reduktion bezeichnet.
Gasentladungsröhren werden in Bezug auf elektrochemische Zellen als Kathoden im Gegensatz zu Anoden betrachtet. Das bedeutet, dass der elektrische Strom aus der Elektrode fließt. Die Polarität kann je nach Design oder Funktion entweder positiv oder negativ sein, die meisten sind jedoch im Allgemeinen negativ. Kationen, Ionen mit mehr Protonen als Elektronen und dadurch positiv geladen, werden von der Kathode angezogen. Umgekehrt bewegen sich Anionen, Ionen mit mehr Elektronen als Protonen und negativ geladen, weg. Im Wesentlichen ist jede Entladungsröhre, die Strom erzeugt, positiv und jede, die Strom verbraucht, ist negativ.
Eine Vakuumentladungsröhre wird als Heißkathode bezeichnet. Dieser emittiert Elektronen, die durch thermionische Emission, den Fluss von Elektronen oder Ionen durch Wärme verursacht werden. Grundsätzlich verwendet eine Heißkathode einen elektrischen Faden, um die Elektronen zu emittieren. Beispiele sind Elektronenkanonen, ein Elektronenmikroskop und die meisten Leuchtstofflampen. Kaltkathoden hingegen sind Entladungsröhren, die nicht unabhängig erhitzt werden, aber dennoch in der Lage sind, Licht zu emittieren, wie beispielsweise Flüssigkristallanzeigen in Fernsehgeräten und Computerbildschirmen.
Eine der am häufigsten verwendeten Verwendungen einer Gasentladungsröhre ist die Funktion als elektrischer Schalter. Ignitron, Krytron und Thyratron sind die häufigsten Beispiele für Gase, die in dieser Technologie verwendet werden. Diese werden im Allgemeinen nicht verwendet, um Signale zu verstärken, wie dies eine normale Vakuumröhre tun würde, sondern dienen dazu, einen Strom zu unterbrechen und auf den einen oder anderen Leiter umzuleiten.
Aufgrund der ionisierenden Wirkung von Entladungsröhren ist eine der häufigsten Verwendungen für Neonlichter. Andere ähnliche Geräte verwenden Xenon in Form von Blitzlampen, die in Kameras und Blitzlichtern zu sehen sind. Eine weitere häufige Verwendung für das Entladungsrohr ist der Geigerzähler.