Redresor cu mercur
Această intrare sau secțiune despre subiectul fizicii nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Supapa redresor cu mercur sau redresor cu mercur este un tip de redresor electric format dintr-un tub de sticlă care conține mercur .
Structura și funcția
Supapa constă dintr-un tub de sticlă în care a fost creat un vid și pe fundul căruia există o cantitate de mercur lichid care constituie catodul . Partea superioară a tubului este modelată în așa fel încât să favorizeze condensarea vaporilor de mercur care apar în timpul funcționării. Unul sau mai mulți electrozi de aprindere sunt așezați chiar deasupra mercurului lichid cu funcția de evaporare a unui mercur prin intermediul unui arc electric și astfel aprinderea dispozitivului.
Tubul are unul sau mai multe brațe laterale în care există electrozi de grafit care alcătuiesc anodul . Numărul de brațe depinde de aplicație: două brațe sunt suficiente pentru a rectifica un curent alternativ monofazat, trei sau șase brațe sunt utilizate pentru o trifază . Folosind șase brațe, trei curenți defazați de 60 ° sunt generați prin intermediul inductoarelor mari, pentru a obține un curent continuu mai uniform.
Pentru a funcționa, supapa trebuie activată cu ajutorul electrodului de aprindere. Ulterior căldura generată de curentul de curent determină evaporarea continuă a mercurului. Dacă curentul rectificat este insuficient pentru a menține producția de vapori, se poate adăuga un electrod de excitație suplimentar pentru a menține arcul activ.
Vaporii se condensează pe pereții de sticlă și revin la faza lichidă la bază. În acest fel, catodul este reînnoit continuu și nu se deteriorează.
Vaporii de mercur sunt mediul prin care se declanșează descărcarea dintre catod și anod. Emisia de electroni este mare de la catodul de mercur și foarte limitată de la anodi și acest lucru face ca curentul să curgă într-o singură direcție. Brațele laterale sunt proiectate pentru a preveni o descărcare între anodi, o afecțiune critică cunoscută sub denumirea de „backfire”.
Atomii de mercur excitați emit o fluorescență caracteristică care poate fi văzută ca o zonă luminoasă (unde sunt emiși electroni) care pulsează la frecvența curentului alternativ de deasupra bazinului de mercur. Cu toate acestea, nu este recomandat să urmăriți această emisie, deoarece este bogată în radiații ultraviolete .
Redresoarele de sticlă pot funcționa cu puteri de sute de kilowați pe un singur tub. Un redresor cu șase brațe de 150 de amperi nominal este de aproximativ 600 mm și are un diametru exterior de 300 mm și poate conține câteva kilograme de mercur. Dimensiunea mare este necesară pentru a compensa conductivitatea termică limitată a sticlei, care trebuie să disipeze căldura pentru a provoca condensarea vaporilor. Temperatura carcasei trebuie controlată cu atenție, deoarece presiunea vaporilor de mercur depinde de temperatura celui mai rece punct al tubului. De obicei, temperatura este menținută la 40 ° C cu o presiune de vapori de 7 milipascali .
Curentul maxim rectificabil este limitat de secțiunea cablurilor conductoare încorporate în sticlă pentru a conecta anodii și catodul. În construcția redresoarelor mari, pentru aceste cabluri trebuie utilizat un material cu un coeficient de expansiune termică similar sticlei, pentru a evita pierderile și pătrunderea aerului în tub.
La dispozitivele mai mari, un recipient metalic cu izolatori ceramici este utilizat pentru electrozi. Aceste tuburi au curenți nominali de până la 2000 A și tensiuni de până la 125 kV. Supapele cu containere metalice pot fi conectate la pompe de vid pentru a contracara infiltrarea minimă a aerului prin îmbinări.
Atât supapele de sticlă, cât și cele metalice pot avea grile de control plasate între anod și catod, pentru a controla conducerea. Momentul în care are loc declanșarea poate fi întârziat după bunul plac pe perioada sinusoidului permițând reglarea tensiunii de ieșire sau a puterii. Aceste redresoare controlate sunt utilizate în special în invertoare .
Istorie
Redresorul cu mercur a fost inventat de Peter Cooper Hewitt în 1902 și ulterior perfecționat în anii 1920 și 1930 de cercetători europeni și nord-americani. Începând cu anii 1970, dezvoltarea dispozitivelor în stare solidă a făcut ca redresorul cu mercur să fie depășit chiar și în aplicațiile de înaltă tensiune. Ultimul domeniu de aplicare a fost în redresarea curentului destinat liniilor electrice de curent continuu de înaltă tensiune, până în 1975 , apoi înlocuit cu tiristorul .
Utilizare
Supapa redresoare cu mercur a fost utilizată în industrie pentru alimentarea motoarelor electrice, în liniile de alimentare pentru tracțiunea feroviară electrică, în locomotivele electro-diesel, în stațiile de conversie pentru transmiterea energiei electrice . Au fost folosite tuburi mai mici la alimentarea amplificatoarelor și stațiilor mari de transmisie radio în supape .
Redresoarele cu mercur au fost cele mai eficiente dispozitive de redresare până la introducerea dispozitivelor în stare solidă. Căderea de tensiune a unui tub de mercur este mai mică decât cea a diodei de vid.
Deoarece redresorul lasă curentul să curgă doar într-o singură direcție, două tuburi trebuiau conectate cu polaritate opusă pentru a realiza o rectificare dublă pe jumătate de undă. Configurația este cea a unei punți redresoare.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Mercury Rectifier
| Controlul autorității | NDL ( EN , JA ) 00571551 |
|---|
