Les rectifieuse de voltage/courant, utilisant une formation de plasma a base de vapeur de mercure ont tendance a explosé. Comment expliquer ce comportement du mercure ionisé ?

Réponse publiée sur Quora

Si vous aviez fait une petite recherche sur internet, vous auriez appris que ça s’appelle un Redresseur à diodes à vapeur de mercure , et que ça n’existe plus depuis 1970 environ.

Le principe de la diode à vapeur de mercure pour redresser le courant repose sur une décharge électrique par arc dans un environnement clos contenant de la vapeur de mercure à basse pression. La piscine de mercure au fond de l’enveloppe permet au mercure de se régénérer. La cathode ne se dégrade donc pas avec le temps. Le mercure émet des électrons libres, alors que l’anode, faite de carbone n’en émet que très peu, même chauffée, le flux d’électrons ne peut donc traverser l’arc que dans une seule direction : de la cathode vers l’anode. L’ensemble redresse donc le courant, qui circule de l’anode vers la cathode.

Lorsque l’arc se forme, des électrons sont émis depuis la surface de la piscine, ce qui cause l’ionisation de la vapeur de mercure le long de l’arc vers l’anode. Les ions sont attirés aux environs de la cathode. Ce bombardement ionique sur la piscine maintient la température du point d’émission tant que du courant continue à passer.

Le courant étant conduit par les électrons et les ions, le chemin de conduction est très peu influencé par les charges d’espace . C’est un avantage par rapport aux tubes à vide . Les diodes à vapeur de mercure peuvent donc transporter des courants forts avec une chute de tension due à l’arc limitée : de l’ordre de 20 à 30 V. Elles ont donc un bon rendement. Les tubes à cathode chaude, comme les thyratrons , ont également un bon rendement, mais leur filament se dégrade vite quand il est exposé à un courant élevé.

La température de l’enveloppe doit être maîtrisée, le comportement de l’arc électrique étant principalement conditionné par la pression de vapeur saturante du mercure, qui elle-même dépend de la température du point le plus froid de l’enveloppe. La conception habituelle des diodes assure une température de 40 °C pour l’enveloppe et une pression de vapeur saturante de 7 mPa.

le risque d’explosion n’est pas mentionné, mais faire des arcs électriques dans une gaz quel qu’il soit chauffe, donc faut refroidir sinon ça pète.