Ртутный выпрямитель (также ртутный вентиль) - ионный прибор, обладающий односторонней проводимостью (несимметричной ВАХ) и используемый для преобразования переменного тока в ток, постоянный по направлению, при помощи дугового разряда, происходящего в парах ртути при низком давлении.
В общем ртутные вентили представляют собой стеклянные или металлические сосуды с катодом из жидкой ртути, одним или несколькими анодами и вспомогательными электродами — дополнительными анодами и/или зажигателями. Воздух из сосудов откачивается до давления порядка 10−4 мм рт. ст. (10−2—10−3 Па)[1] и пространство выпрямителя заполняется парами ртути.
Выпрямители делятся на выпрямители с однократным зажиганием — экситроны, и выпрямители, требующие принудительного зажигания при каждом положительном полупериоде — игнитроны.
Ртутные выпрямители изготовлялись с одним анодом для однополупериодного выпрямителя, двумя анодами для двухполупериодного однофазного выпрямителя, 6 и 12 анодами для выпрямления трёхфазного тока.
Наиболее мощные многофазные ртутные выпрямители выполняются в металлических разборных корпусах и снабжаются непрерывно действующими установками откачки. Маломощные вентили исполняются в неразборных стеклянных колбах с отростками для впайки анодов.
Экситроны зажигают один раз, после чего дуговой разряд поддерживается дежурным анодом, который сохраняет катодное пятно — источник электронов для дугового разряда. Когда основные аноды приобретают достаточно высокий потенциал, дуга перебрасывается на них, и через основной анод начинает течь главный прямой ток. При снижении потенциала рабочего анода дуга возвращается к дежурному.
Первичное зажигание осуществляется наклоном колбы, причём ртуть через специальный канал образует мостик к дежурному аноду. Разрыв металлической цепи при возвращении колбы в прежнее положение зажигает дугу дежурного анода, после чего подаётся напряжение на основные аноды.
Экситроны могут быть многоанодными для многофазных выпрямителей.
Игнитроны имеют специальный электрод-зажигатель из полупроводника, через который подаётся импульс поджигающего тока. После снижения потенциала анода игнитрон гаснет и нуждается в новом поджигающем импульсе. Изменением момента зажигания можно управлять углом отсечки импульсов выпрямленного тока и регулировать среднее выпрямленное напряжение.
Игнитроны бывают только одноанодными, но могут иметь вспомогательные аноды для облегчения зажигания.