Ртутні вентилі
Робота ртутного вентеля базується на використанні електронної емісії і
іонізації парів ртуті. Ці вентилі відносяться до приладів з самостійним
дуговим розрядом і застосовуються у випрямувачів великої потужності при
струмах до кількох тисяч ампер і напругою до 15 кВ і вище.
Простійший однофазний ртутний вентель має скляну колбу, з якої викачане
повітря. У колбі поміщені два сталевих чи графітних аноди А1 і А2. Нижня
частина колби заповнена ртуттю, що служить катодом. Туди ж впаяний
скляний відросток, заповнений ртуттю і який виступає анодом запалювання.
Для запалювання вентиля включають у мережу основний і допоміжний
трансформатори Тр0 і Трв, замикають рубильник Р2 і нахиляють колбу так,
щоб ртуть анода запалювання А3 з’єдналася з катодом. При цьому під дією
напруги вторинної обмотки допоміжного трансформатора Трв у ланцюзі анода
АЗ і катода проходить струм. При поверненні колби у вихідне положення
контакт між ртуттю анода АЗ і катода розривається і між ними утвориться
електрична дуга, а на ртуті катода виникає невелике світне пляма, що має
дуже високу температуру. Під впливом теплоти ртуть випаровується і
поблизу ртуті катода створюється електричне поле настільки високої
напруженості, що воно вириває вільні електрони з поверхні ртуті, тобто
виникає автоелектронна (чи електростатична) емісія. Електрони, що
вилетіли з катода, направляються до анода (А1 чи А2), що має позитивний
потенціал стосовно катода. На своєму шляху вони зіштовхуються з
молекулами пар ртуті й іонізують їх, тобто відокремлюють від них
електрони й утворять позитивні іони, що вдаряють об катод і підтримують
температуру катодної плями. При зміні знака потенціалу на аноді
внаслідок зміни напруги вторинної обмотки основного трансформатора Тро
дуга в колбі перекидається на інший анод, що у даний момент має
позитивний потенціал, тобто дуга з’єднує катод по черзі з кожним анодом.
Тому що температура катодної плями висока, то тиск пар ртуті в колбі
велико і для підвищення припустимих зворотних” напруг анод поміщають у
вузькі відростки — рога, для того щоб підвищити інтенсивність
охолодження і понизити тиск пар ртуті поблизу нього. У процесі роботи
вентиля на внутрішній поверхні рогів осідають пари ртуті, що є носіями
негативних зарядів і грають роль сітки з негативним зарядом. Ці заряди
перешкоджають запалюванню колби, підвищуючи потенціал запалювання. Для
компенсації цих негативних зарядів на роги колби вдягають «манжети»,
з’єднані з анодами, так що при позитивному потенціалі анода «манжета»,
з’єднана з ним, буде мати також позитивний потенціал.
Рис. Принципова схема ртутного випрямлювача (а)
і його умовна позначка (б)
Крім робочих анодів А1 і А2 ртутний вентиль може мати ще допоміжні
аноди, що при його включенні запалюють дугу і підтримують її при знятті
навантаження. Такий вентиль називають екситроном, його умовна позначка
показана на мал. б. Число робочих анодів екситрона може бути 3 і 6.
В даний час замість тендітних скляних колб застосовують металеві, котрі
можуть мати як повітряне, так і водяне охолодження.
Ртутний вентиль, що не має допоміжних анодів порушення, називається
ігнітроном. Крім анода і катода ігнітрон постачений запалювачем, що
іскрою запалює дугу на початку кожної позитивної половини перемінної
напруги. Ігнітрон складається яз металевого корпуса з водяним
охолодженням, усередині якого розташовуються графітовий анод, ртутний
катод і запалювач з карбіду бора. Достоїнства ігнітрона — малі габарити,
високий кпд, невелике спадання напруги (15—20 В). Вольт-амперна
характеристика ртутного вентиля подібна характеристиці газотрона.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
