Ток через единицу поверхности катода равен плотности тока. Энергия, переносимая вылетающими с катода электронами, частично передается аноду и либо рассеивается через излучение, либо каким-то другим способом отводится от анода, чтобы предотвратить его разогрев. Оставшаяся энергия соответствует падению напряжения на нагрузке.

К. п. д. системы, состоящей из термоионного генератора и тепловой машины, оказывается выше, чем к. п. д. чисто механической системы. В обеих системах значения максимально возможных температур ограничиваются действием второго начала термодинамики.

Выше отмечалось, что на термоионные генераторы, как и на другие тепловые машины, распространяются термодинамические ограничения, обусловленные тем, что часть энергии в процессе работы передается другому более холодному телу. Пока температура анода достаточно низка, чтобы пренебречь явлением вторичной эмиссии, характеристики генератора почти не зависят от температуры.

Хотя число свободных электронов в проводнике велико, тем не менее, как показывает опыт, они «неохотно» покидают его поверхность. Это можно легко объяснить, если проанализировать поведение отдельного электрона в изолированном образце металла. Пока электроны остаются в твердом теле, оно электронейтрально, поскольку содержит равное число электронов и ионов.

Чтобы в материале возник ток, электроны должны получить некоторую дополнительную энергию, благодаря чему они занимают новые разрешенные уровни в энергетических зонах. Электроны с энергиями, соответствующими заполненной, или валентной зоне, не могут перемещаться, если им не сообщить энергию, достаточную для перехода через запрещенную зону в зону проводимости.

Рассмотрим принцип действия термоионного генератора. В основу работы генератора положен эффект, обнаруженный Эдисоном в 1883 г. и названный термоионной эмиссией. На возможность применения этого эффекта для создания термоионного генератора впервые было указано Шлихтером в 1915 г.

Уменьшение интенсивности и видоизменение спектрального распределения солнечной энергии, обусловленные поглощением и рассеянием в атмосфере, зависят от длины воздушного пути, или воздушной массы, довольно сложным образом. На интенсивность солнечного излучения существенно влияют рассеяние и избирательное поглощение молекулами водяного пара и углекислого газа.

Электроны зоны проводимости способны свободно двигаться в твердом теле и являются носителями тока. Энергия таких электронов вследствие их взаимодействия друг с другом и с колеблющимися ионами непрерывно меняется небольшими порциями.

Обычно под потоком электричества в цепи понимают прохождение тока под влиянием разности потенциалов. Такое представление напоминает нам прохождение воды через трубку, соединяющую резервуары, находящиеся на различной высоте. Подобные аналогии были уместны, пока не стало понятно, что электрический ток представляет собой движение электронов.

Можно рассчитать величину энергетического уровня для каждого положения электрона в изолированном атоме» В ряде случаев определены энергетические уровни для комбинации из двух или трех атомов. Однако для твердого тела, состоящего из очень большого числа атомов и молекул, практически невозможно вычислить действительные значения энергетических уровней вследствие многочисленности последних.