Учитывая то, что общая длина катодной области (ионизационной области и области свободного движения ионов, прилегающей к поверхности катода) составляет несколько длин свободного пробега атомов, можно считать, что концентрация атомов железа во всей катодной области примерно равна концентрации атомов в столбе дуги и, учитывая также то, что поток атомов железа, выходящий из катодной области, оттесняет атомы защитного газа от катодного пятна, можно считать, что катодная область почти полностью заполнена только атомами материала катода, а ионный ток в ней практически полностью переносится ионами, образованными из атомов катода.
При этом особо необходимо отметить, что импульс, направленный во внутрь катода и полученный катодом при испарении той части атомов, которая ионизируется в катодной области, будет полностью компенсирован импульсом, направленным в сторону столба дуги, при торможении этих атомов (ионов) в электрическом поле катодной области от Vа до 0, и потому эта часть (Ni) испарившихся атомов не вызывает перемещение катода (капли) в пространстве, так как результирующая сила равна нулю. Аналогичный вывод можно сделать и при учете соударений этих атомов с атомами и ионами в катодной области. Кроме того, необходимо отметить, что силовое действие на катод испарившихся и покинувших катодную область атомов железа (Nп) сводится к следующему. Количество движения, сообщенное ими катоду при испарении, равно NпmFeVа. Точно такое же, но противоположно направленное количество движения эти атомы уносят с собой (–NпmFeVа). Часть этого количества движения испарившиеся атомы (Nп) передают атомам, движущимся к катодному пятну из столба дуги при столкновениях, т.е. в ионизационной области, уменьшая их количество движения, которое они передали бы катоду при ударе о его поверхность. Количество движения, унесенное из катодной области испарившимися атомами Nп равно Gп*V, где V — скорость выхода испарившихся атомов из катодной области, именно эта часть количества движения будет оказывать силовое действие на каплю. Количество же движения, равное NпmFeVа – GпV останется в катодной области и будет передано атомам, движущимся из столба дуги к катодному пятну в результате их теплового хаотического движения, что уменьшит их количество движения в этом направлении на величину NпmFeVа – GпV, а значит и их силовое действие на катод, что как бы несколько снизит атмосферное давление под катодным пятном, так как атмосферное давление проявляется именно в передаче количества движения атомами, ударяющимися о поверхность любого предмета в результате их теплового хаотического движения. Однако это снижение на величину NпmFeVа – GпV будет компенсировано количеством движения, переданным катоду испарившимися атомами (Nп) при испарении, и результирующее количество движения, которое получит катод, определится разностью NпmFeVа – (NпmFeVа – GпV) = GпV, т.е. именно то количество движения, которое оказывает некомпенсированное силовое действие на каплю.
