Un catodo è un elettrodo attraverso il quale la corrente elettrica esce da un dispositivo elettrico polarizzato. Il suo opposto è l’anodo, attraverso il quale la corrente elettrica entra nel dispositivo elettrico. Gli ioni con carica positiva, detti cationi, si muovono verso il catodo, mentre gli ioni con carica negativa, detti anioni, si muovono verso l’anodo. Nei dispositivi che forniscono energia, come la scarica delle batterie, il catodo è caricato positivamente, ma nei dispositivi che consumano energia, inclusa la ricarica delle batterie, è caricato negativamente.
In chimica, un catodo è l’elettrodo di una cella elettrochimica in cui si verifica la riduzione o il guadagno di elettroni. Se la cella elettrochimica è elettrolitica, cioè alimentata con energia elettrica per abbattere i composti chimici, il suo catodo è negativo. Nel tipo opposto di cella elettrochimica, la cella galvanica, le reazioni chimiche provocano il rilascio di energia elettrica, che diventa positiva.
La polarità negativa deve essere applicata al catodo di una cella elettrolitica per guidare le reazioni chimiche desiderate. In una cella galvanica, invece, è necessario collegare un polo positivo per completare il circuito. Gli elettroni emessi dall’anodo ritornano alla cella attraverso il catodo quando il circuito è completo.
In fisica ed elettronica, un catodo è l’elettrodo responsabile dell’emissione di elettroni nel dispositivo, facendolo funzionare. Gli elettroni liberamente emessi possono essere derivati in vari modi, sia attraverso l’energia termica o luminosa, sia attraverso un forte campo elettromagnetico esterno. Quest’ultimo metodo per guidare l’emissione di elettroni è noto come emissione di elettroni di campo e i catodi coinvolti sono chiamati catodi freddi.
Sebbene possano funzionare a temperature elevate, i catodi freddi si distinguono dalla varietà “calda”, perché non vengono riscaldati direttamente per guidare l’emissione di elettroni. I catodi caldi, noti anche come filamenti, sono molto più comuni nell’elettronica moderna. I catodi che derivano la loro energia dalla luce sono alimentati da emissioni fotoelettriche e sono utilizzati in applicazioni fotovoltaiche o solari. Diversi tipi di metallo hanno elettrodi adatti a diversi metodi di fornitura di energia elettrica.