En varm katode avgir elektroner til de nærmeste omgivelsene. Disse samler seg i en slags sky rundt katoden. Denne skyen er naturligvis negativt ladet og virker avstøtende for nye elektroner fra katoden. Skyens størrelse blir derfor begrenset i en balanse mellom størrelse (=ladning) og katodens utstråling. Skyens størrelse øker med katodens temperatur.