Rtuťový usměrňovač

Rtuťový usměrňovač byl nejosvědčenější usměrňovač používaný před epochou usměrňovačů polovodičových. Používal se zejména pro vysoká napětí (až 150 kV) a zároveň vysoké proudy (až 10 000 A). Existovaly jak usměrňovače jednoanodové, tak i dvouanodové (pro usměrňování obou půlvln jednofázového proudu); pro třífázový proud existovaly tříanodové nebo šestianodové usměrňovače.

Kvůli schopnosti usměrňovat vysoké výkony s malými ztrátami se tyto usměrňovače používaly zejména při výrobě stejnosměrného trakčního napětí u drah a trolejbusových tratí a v elektrolytických procesech v chemickém průmyslu. Jednoanodové rtuťové usměrňovače s pomocnou elektrodou se používaly i pro fázové řízení.

Historie

V roce 1882 Jules Jamin a G. Maneuvrier pozorovali usměrňovací vlastnosti rtuťového oblouku.^[1] Rtuťový obloukový usměrňovač vynalezl Peter Cooper Hewitt v roce 1902 a dále jej rozvíjeli během 20. a 30. let 20. století vědci v Evropě i Severní Americe. Před jeho vynálezem bylo jediným způsobem, jak přeměnit střídavý proud poskytovaný energetickými sítěmi na stejnosměrný použití drahých, neefektivních a vysoce údržbových rotačních měničů nebo soustrojí motorgenerátorů. Rtuťové obloukové usměrňovače nebo „konvertory“ se používaly pro nabíjení akumulátorů, obloukových osvětlovacích systémů, stejnosměrných trakčních motorů pro trolejbusy, tramvaje a metro a galvanických zařízení. Rtuťový usměrňovač se používal až do 70. let 20. století, kdy byl nahrazen polovodičovými usměrňovači.

Princip

Ve vysokém vakuu je umístěna kapalná rtuťová katoda. Uhlíková anoda je umístěna dostatečně daleko a tak, aby na ní vypařující se rtuť nekondenzovala. Po zapálení elektrického oblouku (nakloněním usměrňovače nebo přes pomocnou anodu umístěnou těsně nad hladinou rtuti) jsou z hladiny rtuti emitovány elektrony, které se pohybují k anodě. Opačným směrem elektrický proud neprochází, neboť k emisi elektronů z povrchu uhlíku za provozních podmínek usměrňovače prakticky nedochází. Rtuťové páry, které se při hoření oblouku taktéž vytvářejí, kondenzují v horní části nádoby usměrňovače, která je chlazena vzduchem nebo kapalinou.

• 
  Třífázový šestianodový rtuťový usměrňovač
• 
  Usměrňovač bez proudu
• 
  Zapálení pomocnými elektrodami ve spodní části
• 
  Usměrňovač v provozu

Odkazy

Reference

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu rtuťový usměrňovač na Wikimedia Commons

Zdroj