Es gibt zwei Arten von elektronischen oder elektrischen Geräten: solche, die Strom liefern und solche, die Strom verbrauchen. Bei einem Gerät, das Strom liefert, ist die Kathode der Pluspol und die Anode der Minuspol. Bei Geräten, die Strom verbrauchen, ist die Kathode der Minuspol und die Anode der Pluspol. Ein positiver Kathodenstrom ist ein Strom, der von der Kathode fließt, und ein negativer Kathodenstrom fließt in eine Kathode.
Elektronen haben eine negative Ladung und werden von positiven Ladungen angezogen. Es ist der Elektronenfluss durch ein leitfähiges Material, der den elektrischen Strom ausmacht, und Elektronen fließen immer von negativ nach positiv. Daher neigen Elektronen dazu, aus einer Kathode, die ein negativer Anschluss ist, und in eine Anode, die ein positiver Anschluss ist, zu fließen. Dies macht das Verständnis des Kathodenstroms einiger Geräte wie Dioden und Batterien etwas kompliziert.
Batterien sind mit Plus- und Minuspol gekennzeichnet, oft mit einem Pluszeichen (+) oder einem Minuszeichen (-). Diese Etiketten können irreführend sein. Der Stromfluss von einer Batterie ist ein positiver Strom – also ein vorwärts fließender Strom – der den Pluspol der Batterie verlässt, durch den Stromkreis und zurück zum Minuspol der Batterie fließt. Der Pluspol der Batterie ist tatsächlich negativ geladen und ist die Kathode des Geräts. Der Kathodenstrom fließt vom Pluspol der Batterie.
Elektronische Geräte, sogenannte Dioden, haben polarisierte Anschlüsse. Die Kathode einer Diode besteht aus einem negativen Material, hat also mehr Elektronen als Protonen. Es widersetzt sich dem Elektronenfluss, da das Material bereits einen Überschuss an Elektronen aufweist. Die Anode ist das Gegenteil und es fehlen Elektronen, wodurch Elektronen leicht hineinfließen können. Wenn die Anzahl der Elektronen im positiven Material der Anode einen bestimmten Wert erreicht, überwinden sie den Widerstand des negativen Materials, und der Vorwärts- oder positive Kathodenstrom fließt aus dem Kathodenanschluss der Diode.
Eine Diode beginnt in Sperrrichtung zu leiten, wenn die Spannung hoch genug wird. Bei einer Standarddiode führt dieser Sperrstrom schnell zu einer dauerhaften Beschädigung der Diode. Spezialdioden wie Zenerdioden und Tunneldioden sind so ausgelegt, dass sie leiten, nachdem die Sperrspannung einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat. Der umgekehrte oder negative Kathodenstrom fließt durch die Kathode in die Diode und aus der Anode heraus.
Vakuumröhren unterscheiden sich aufgrund ihrer Funktionsweise etwas. Elektronen fließen in die Kathode des Geräts und sammeln sich an der Elektrode im Vakuum der Röhre. Wenn die negative Ladung an der Elektrode wächst, verlassen die Elektronen die Elektrode und fließen zur stärker positiv geladenen Anode. Dies bewirkt einen positiven Stromfluss vom Anodenanschluss der Röhre. In diesem Fall ist der Kathodenstrom ein negativer Strom und fließt in das Gerät hinein und nicht aus ihm heraus.