Запаянная длинная колба с вакуумом, две железяки (электроды) в концах колбы. Одна железяка (катод) подогревается от электроцепи и электроны в ней, не выдерживая нагрева, вылетают из нее и на некотором расстоянии от нее формируют облачко.
Если к другой железяке (аноду) приложить положительное (относительно катода) напряжение, то электроны из облака рассосутся и побегут к аноду - есть проводимость.
Если сделать напряжение анода отрицательным, то это затолкнет электроны обратно в катод, и никакого тока не потечет.
Вот так вакуумный диод и проводит ток только в одну сторону