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Cet effet est le moteur du tube électronique.
Un métal chauffé laisse s'échapper des électrons qui forment un nuage à proximité de celui-ci.
Les électrons se repoussent mutuellement mais restent à proximité de la cathode qui est devenue positive suite à leur perte.
Si l'on branche une batterie entre ce métal et une autre électrode, le tout placé dans un tube à vide poussé, on s'aperçoit qu'on courant s'établit. Les électrons échappés de la cathode sont remplacés per ceux provenant de la batterie.
C'est le principe de la diode: le métal chauffé s'appelle cathode, la deuxième électrode anode ou plaque et le courant ne s'établit que dans le sens cathode->anode.
On distingue deux méthodes de chauffe: le chauffage direct où le filament émet directement les électrons et le chauffage indirect où un filament chauffe la cathode par proximité.
Les métaux généralement utilisés pour le filament d'un tube à chauffage direct sont du tungstène pur (utilisé pour les très hautes tensions), du tungstène thorié (tungstène dopé d'impuretés d'oxydes de thorium dont un traitement thermique fait remonter les atomes de thorium à la surface en créant une pellicule extrêmement fine) et pour les tubes à chauffage indirect la cathode est en nickel ou alliage de nickel recouvert d'oxydes de barium et strontium ce qui lui permet d'avoir une forte émission tout en maintenant une température plus basse.