Rectificador de vapor de mercurio

[Homer]

El rectificador de vapor de mercurio es un invento antiguo, ya no se usa. Yo ni siquiera sabía de su existencia hasta hace poco que alguien colgó un video restaurando una de estas válvulas. Ahora no encuentro el dichoso vídeo, solo sobre lámparas de vapor de mercurio para iluminación, que no tiene nada que ver.

Lo que me inquieta es que no consigo entender el principio de funcionamiento. Por ahí explican métodos de encendido, como mantener el arco, bla bla bla. Lo más parecido a una explicación es que el mercurio desprende electrones con más facilidad que el carbono, pero entonces ¿para qué el vapor? bastaría sumergir carbono en mercurio ¿no?

[Rovellat]

Si buscas por tungar, quizás encuentres información, recuerdo de niño que mi padre tenía un "tungar", pero creo que no lo vi funcionar nunca, fué rapidamente reemplazado por el óxido de selenio.

Y sin embargo debo tener por alguna parte de mis diogenerías un rectificador de vapor de mercurio, con solo 2 electrodos externos, en rosca E27, de pocos mA, creo recordar que 90, tenía una espiral de ¿tungsteno? alrrededor de una barra de ¿grafito?. Al funcionar la espiral se rodeaba de un halo luminiscente como los neones.

Saludos.

[joseluis7696]

Los rectificadores de cátodo caliente y vapor de Mercurio se desarrollaron para potencias grandes (relativamente). Su caída de tensión interna era muy inferior a la de los tubos de alto vacío. En contrapartida debían operar dentro de márgenes de temperatura controlados y no se podía aplicar la tensión de placa antes de que el cátodo estuviera suficientemente caliente, caso contrario se podía destruir el cátodo por desintegración.
Algunas características de tubos comerciales, tomadas de mi apreciado libro Terman: (lamento el formato "apretujado", no sé como formatear con espacios en HTML de manera simple, pero creo igual se puede leer...)

Modelo Max Tension inv. Max I pico Max I media Volts Filmento I Filamento
3B25 4.500 2 0,5 2,5 5
866-A 10.000 1 0,25 2,5 5
872-A 10.000 5 1,25 5 7,5
869-B 20.000 10 2,5 5 18
857-B 22.000 40 10 5 30

[Homer]

Gracias amigos. Parece ser que utilizaban argón o vapor de mercurio para impedir la evaporación del filamento incandescente. Se sigue utilizando hoy en día el argón en las bombillas normales de toda la vida con este propósito.

En estos casos el funcionamiento del rectificador está claro, se trata del efecto termoiónico, pero en el rectificador de vapor de mercurio no hay filamento incandescente, el cátodo es mercurio a temperatura ambiente ¿Por qué rectifica?

[Rovellat]

Yo creo, (ojo solo creo), que tiene que ver con que los átomos gaseosos de Hg son capaces de ceder electrones al C, pero no al contrario.

El C es buen conductor, pero retiene mas fuertemente sus electrones, cosa que no hace el Hg que es metal, que los suelta con facilidad, y si está caliente mas.

(ya comenté que mi rectificador no tiene filamento, y sin embargo la espiral metálica se ilumina posiblemente por por ionización del mercurio circundante).

Saludos.

[joseluis7696]

Parecería que estamos hablando de cosas diferentes. O que lo que yo escribo aburre y no se lee.

Lo que yo conozco como "tubo rectificador de vapor de mercurio" es una válvula electrónica, con cátodo caliente, que tiene en su interior un equilibrio de mercurio líquido con mercurio gaseoso. El gas de mercurio sirve solamente para reducir substancialmente la caída de tensión en el rectificador y no tiene ningún papel activo en el proceso de rectificación. El cátodo no es de mercurio líquido, es de materiales recubiertos de óxidos metálicos buenos emisores de electrones (creo que el Torio es uno de ellos).

Una válvula rectificadora de vapor de mercurio típica (un poco anterior a mi época, pero creo haber visto alguna en todavía en operación en grandes transmisores) en la 866B. Este tubo tiene una base de 4 terminales, el filamento está conectado entre las patas 1 y 4, no tiene cátodo separado (el propio filamento hace de cátodo) y la placa se conecta en un capuchón en la parte superior del tubo. Deben operarse en posición vertical.

La caída de tensión es muy baja (para un tubo), del orden de 15V. Puede verse aquí: http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=& ... 8703,d.d24 y en Wikipedia (inglés).
Otras especificaciones básicas para este tubo y para otros comunes (de la época) ya las puse en mi post anterior de este hilo.

Estos tubos rectifican de la manera convencional: conducen por emisión de electrones desde el cátodo caliente cuando es negativo y la placa positiva y no conducen cuando la placa es negativa con respecto al cátodo. No hay ningún mecanismo raro ni extraño ni el mercurio hace nada que no sea facilitar la conducción cátodo --> ánodo.

Pienso que el tubo que tiene Rovellat es casi sin duda un diodo de gas; no rectifican sino que se usaban como tubos de regulación de tensión (conectados en paralelo en un circuito con resistencia de caída), tal como lo haría hoy un diodo Zener. Es (era) común encontrarlos en los cuadros de maniobra de subestaciones y tableros de control similares y efectivamente y dado que se agotaban rápidamente, iban conectados mediante un casquillo E27 para facilitar la substitución.

[joseluis7696]

el cátodo es mercurio a temperatura ambiente

Pinso que te estás confundiendo con otro dispositivo, el ignitrón: http://en.wikipedia.org/wiki/Ignitron
Este dispositivo es similar al SCR moderno, en cuanto se dispara con un pulso exterior aplicado a un electrodo auxiliar que está en contacto con una cubeta con mercurio líquido.

El pulso (que debe ser potente), genera un plasma que provoca una descarga violenta (tipo arco) de electrones hacia el ánodo. El cátodo se calienta con este arco y emite más electrones que mantienen la conducción indefinidamente.
El tubo solo conduce en dirección cátodo --> ánodo, ya que el ánodo no tiene un dispositivo para generar el plasma y la descarga inicial, no emite electrones y por eso "rectifica"

[troglodita]

Es posible que sea este el rectificador del que estáis hablando:

http://en.wikipedia.org/wiki/Mercury-arc_valve

[joseluis7696]

Creo que sí. Esas válvulas son de arco de mercurio, para muy grandes potencias. No son de las que yo hablaba.

El problema es el ámbito de aplciación. Yo por mi formación tiendo a ver las aplicaciones tipo telecomunicaciones, pero hay otros ámbitos igual o más velederos, como ser la rectificación industrial y a gran escala.

Creo que al final hemos revisitado casi todas las tecnologías de rectificación antiguas!

[Homer]

¡Exacto, esa es! En teoría funciona como dice Rovellat, pero hay algo que rechina:

Si el vapor de mercurio cede fácilmente electrones, cuando se le acaban ¿de donde los saca? del mercurio líquido ¿no? Entonces el mercurio líquido tiene que ceder electrones con la misma facilidad que el vapor o se cortaría la corriente. Pero si el mercurio líquido cede electrones con la misma facilidad que el vapor ¿para qué el vapor? ¿y por qué no funciona cuando no hay?

No lo entiendo. Por más vueltas que le doy no lo entiendo.