کاتد داغ
گرمکن کاتدی

گرمکن کاتدی یک رشته سیم گرم شده است که برای گرم کردن کاتد در یک لامپ خلاء یا لامپ پرتو کاتدی استفاده می‌شود. عنصر کاتد باید به دمای مورد نیاز برسد تا این لامپ‌ها به درستی کار کنند. به همین دلیل است که وسایل الکترونیکی قدیمی اغلب پس از روشن شدن به مدتی برای «گرم شدن» نیاز داشتند. این پدیده را هنوز می‌توان در لامپ‌های پرتو کاتدی برخی از تلویزیون‌های مدرن و مانیتورهای کامپیوتر مشاهده کرد. کاتد تا دمایی گرم می‌شود که باعث شود الکترون‌ها از سطح آن به خلاء پرتاب شوند که به این فرایند گسیل گرمایونی می‌گویند. دمای مورد نیاز برای کاتدهای مدرن با پوشش اکسید حدود ۸۰۰–۱٬۰۰۰ درجه سلسیوس (۱٬۴۷۰–۱٬۸۳۰ درجه فارنهایت) است.
کاتد معمولاً به شکل یک استوانه فلزی باریک و بلند در مرکز لامپ قرار دارد. گرمکن از یک سیم ظریف تشکیل شده است که از یک آلیاژ فلزی با مقاومت بالا مانند نیکروم ساخته شده است. (شبیه به المنت حرارتی در یک توستر اما ظریف تر). این گرمکن داخل کاتد کار می‌کند و اغلب روی پایه‌های عایق کوچک پیچیده می‌شود تا سطح کافی برای تولید گرمای مورد نیاز را ایجاد کند. گرمکن‌های معمولی دارای پوشش سرامیکی روی سیم هستند. در جایی که گرمکن در انتهای پوشش کاتد خم می‌شود، سیم در معرض دید قرار می‌گیرد. انتهای سیم به صورت الکتریکی به دو تا از چندین پین بیرون زده از انتهای لامپ متصل می‌شود. هنگامی که جریان از سیم عبور می‌کند سیم قرمزرنگ و داغ می‌شود و گرمای تابشی به سطح داخلی کاتد برخورد می‌کند و آن را گرم می‌کند. درخشش قرمز یا نارنجی که از لامپ‌های خلاء در حال کار دیده می‌شود توسط گرمکن تولید می‌شود.
فضای زیادی در کاتد وجود ندارد و کاتد اغلب با تماس به سیم گرمکن ساخته می‌شود. داخل کاتد با پوششی از آلومینا (اکسید آلومینیوم) عایق شده است. آلومینا عایقی ایده‌آل در دماهای بالا نیست، بنابراین لامپ‌ها دارای درجه‌بندی ولتاژ حداکثری بین کاتد و گرمکن هستند که معمولاً فقط ۲۰۰ تا ۳۰۰ ولت است.
گرمکن‌ها به یک منبع برق با ولتاژ پایین و جریان بالا نیاز دارند. لامپ‌های دریافتی کوچک برای استفاده از تجهیزات خطی، بین ۰٫۵ تا ۴ وات توان برای گرمکن استفاده می‌کنند. لامپ‌های با توان بالا مانند یکسو کننده‌ها یا لامپ‌های خروجی ۱۰ تا ۲۰ وات مصرف می‌کنند و فرستنده‌های رادیویی ممکن است برای گرم کردن کاتد به یک کیلووات یا بیشتر توان نیاز داشته باشند. ولتاژ مورد نیاز معمولاً ۵ یا ۶ ولت AC است. این ولتاژ توسط یک «سیم پیچ گرمکن» جداگانه روی ترانسفورماتور منبع تغذیه دستگاه تأمین می‌شود که ولتاژهای بالاتر مورد نیاز صفحات لامپ‌ها و سایر الکترودها را نیز تأمین می‌کند. یکی از روش‌های مورد استفاده در گیرنده‌های رادیویی و تلویزیونی بدون ترانسفورماتور مانند All American Five، اتصال تمام گرمکن‌های لوله‌ای به صورت سری در سراسر خط عرضه است. از آنجایی که همه گرمکن‌ها با جریان یکسانی سنجیده می‌شوند، ولتاژ آن‌ها با توجه به رتبه‌بندی گرمکن شان مشترک است.
مجموعه‌های رادیویی که با باتری کار می‌کنند، از جریان مستقیم برای گرمکن‌ها استفاده می‌کنند، و لوله‌های در نظر گرفته شده برای مجموعه باتری‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در صورت لزوم از توان رشته‌ای کمتری استفاده کنند تا در تعویض باتری صرفه‌جویی شود. مدل‌های نهایی گیرنده‌های رادیویی با لوله‌های مینیاتوری که کمتر از ۵۰ میلی‌آمپر برای گرمکن‌ها استفاده می‌کردند، ساخته شدند، اما این مدل‌ها تقریباً همزمان با ترانزیستورهایی که جایگزین آن‌ها شدند، توسعه یافتند.
در جایی که نشتی یا میدان‌های پراکنده از مدار گرمکن می‌تواند به‌طور بالقوه به کاتد جفت شود، گاهی اوقات جریان مستقیم برای برق گرمکن استفاده می‌شود. این روش نویزها را در مدارهای حساس صوتی حذف می‌کند.
اکثر توان مورد نیاز برای کار با لامپ‌های کم توان توسط گرمکن‌ها مصرف می‌شود. ترانزیستورها نیاز به این مقدار از توان ندارند، که اغلب یک مزیت بزرگ است.