При обычных условиях вакуум не проводит электрический ток, так как в нём отсутствуют наряженные частицы. Для создания тока в вакуум необходимо внести свободные носители заряда. Рассмотрим, как это можно осуществить. При комнатной температуре электроны удерживаются внутри металла, несмотря на то, что они совершают тепловое движение. Причина этого в том, что поверхностный слой ионов металла имеет положительный заряд и, притягивая вылетающие электроны, возвращает их обратно в кристаллическую решётку. Однако некоторые электроны могут приобрести кинетическую энергию, достаточную для преодоления сил кулоновского притяжения. При комнатной температуре число таких электронов ничтожно мало. Однако, с ростом температуры их число увеличивается.
В воздухе всегда имеется некоторое количество электронов и ионов, возникающих под действием проникающих в земную атмосферу космических излучений В разреженном газе электроны реже сталкиваются с атомами. Поэтому за время между столкновениями под действием электрического поля скорость электронов возрастает. Они приобретают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы при соударении с электрически нейтральным атомом (или молекулой) выбить из него ещё один электрон. При этом образуется положительный ион
