rectificador de arco de mercurio

Un rectificador de arco de mercurio es un gran tubo de vidrio o acero que contiene un charco de mercurio líquido en la parte inferior y un cátodo inmerso en él, con un ánodo montado encima. Cuando se aplica corriente alterna, el mercurio se vaporiza e ioniza, permitiendo que los electrones fluyan del cátodo al ánodo durante el semiciclo positivo de la entrada de CA. El vapor de mercurio conduce en una sola dirección, convirtiendo la corriente alterna en corriente continua con una caída de voltaje relativamente pequeña a través del tubo, típicamente de 10 a 15 voltios.

El dispositivo funciona a temperaturas de alrededor de 700 a 900 grados Celsius en la columna del arco. Se podían añadir múltiples ánodos al mismo charco de mercurio para crear rectificadores multifásicos: un tubo de tres ánodos podía convertir simultáneamente una entrada de CA trifásica. El tubo requería un electrodo de arranque o ignitor para iniciar el arco, ya que el vapor de mercurio no conduce hasta que comienza la ionización. Una vez en funcionamiento, el arco se autosostenía mientras la corriente fluyera a través del dispositivo.

Aplicaciones y limitaciones

Los rectificadores de arco de mercurio dominaron las aplicaciones industriales pesadas y de servicios públicos desde la década de 1920 hasta la de 1960. Se utilizaron para suministrar energía de CC a tranvías y sistemas ferroviarios, para convertir energía de CA para galvanoplastia y electrólisis, y en las primeras centrales telefónicas. Podían manejar corrientes mucho más altas que los rectificadores de óxido de cobre o selenio disponibles en ese momento, con algunas unidades clasificadas para miles de amperios.

La tecnología tenía serios inconvenientes. El tubo tenía que montarse verticalmente para mantener el charco de mercurio en su lugar. El vapor de mercurio era tóxico y las fugas representaban un riesgo laboral. El mercurio tenía que limpiarse periódicamente de óxidos. El tubo tenía una vida útil limitada; los electrodos se erosionaban y la envoltura de vidrio podía agrietarse por estrés térmico o choque mecánico. Arrancar el dispositivo requería cuidado, y un tubo que fallara podía introducir un desplazamiento de CC en el circuito durante la secuencia de reinicio.

Los rectificadores de estado sólido, primero los diodos de silicio en la década de 1950 y luego los tiristores y otros dispositivos semiconductores, hicieron obsoletos los tubos de arco de mercurio. No requerían tiempo de calentamiento, generaban menos calor, eran compactos, manejaban mejor los transitorios y no presentaban riesgo tóxico. Para la década de 1970, los rectificadores de arco de mercurio habían desaparecido casi por completo de las nuevas instalaciones, aunque algunos permanecieron en servicio durante décadas después.