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Entladungsröhren mit Glühkathode und einer oder mehreren Anoden, wie sie z. B. für Gleichrichter Verwendung finden, werden heute allgemein mit Edelgasfüllung hergestellt. Als besonders vorteilhaft wurde ein Zusatz von Quecksilberdampf zu dem Edelgas angegeben, weil dadurch der Potentialabfall in der Röhre, also der Verlust bei der Gleichrichtung, vermindert wird.
Diese Verminderung des Potentialabfalls ist sehr klein. Denn ob z. B. bei einer gleichgerichteten
Spannung von 110 Volt im Gleiehrichterrohr 8 oder 9 Volt verlorengehen, also der Wirkungsgrad des
Gleichrichterrohres 110/118 oder 110/119 beträgt, spielt kaum eine Rolle, um so mehr als bei derartigen Gleichrichtern, die hauptsächlich für kleine oder mittlere Leistungen in Betracht kommen, im zugehörigen Transformator in der Regel ein Vielfaches verlorengeht und dieses 1 Volt durch reich- lichere Dimensionierung des Transformators leicht eingebracht werden kann.
Dagegen sind Gleichrichter, die mit Edelgas arbeiten, gegen Belastung mit kalter Kathode sehr empfindlich. Wird eine solche Röhre mit Gleichstrom belastet, ohne dass vorher die Kathode angeheizt wurde, so kann es zu einer Zerstörung der Röhre infolge des sich unter heftigen Stromstössen vollziehenden Spannungsausgleiches zwischen den Anoden kommen.
Durch sorgfältige vergleichende Versuche mit verschiedenen Gasfüllungen solcher Elektronenröhren, ausgenommen die für ausserordentlich kleine Leistungen zu Radiozwecken, wurde festgestellt, dass es vorteilhafter ist, die Röhre nur mit reinem Quecksilberdampf ohne Edelgas zu betreiben, u. zw. mit gesättigtem Dampf, was einfach durch Einbringen eines grösseren Quecksilbertropfens vor Evakuieren des Rohres geschieht. Die Glühkathode muss selbstverständlich so sein, dass sie durch den Betrieb mit reinem Quecksilberdampf nicht zerstört wird. Zur Erleichterung des Anspringens der Röhre, d. h. zur Bildung einer anfänglichen Glimmentladung, die in eine Quecksilber-Lichtbogenentladung übergehen soll, ist es zweckmässig, etwas Stickstoff beizufügen.
Schon durch den Fortfall des Edelgases und bei nur reinem Quecksilberdampf wird die Röhre viel unempfindlicher gegen Belastung bei kalter Kathode. Denn wenn kein Edelgas zugegen ist, so ist auch, insolange die Kathode kalt ist, kein wesentlich leitfähiger Dampf in der Strombahn der Elektroden, die Leitfähigkeit der Strombahn steigt erst allmählich mit der sich erhitzenden Kathode, d. h. mit der Ionisation des Quecksilberdampfes bei einsetzender kathodischer Elektronenstrahlung und die Belastung der Röhre erfolgt ganz allmählich.
Setzt man dem Quecksilberdampf nun etwas reinen Stickstoft zu, so wird das Rohr gegen unacht- sames Anlassen (mit kalter Kathode) ganz unempfindlich und die Neigung zu Rückzündungen, d. h. einem direkten Spannungsausgleich zwischen den Anoden, wird in hohem Masse unterdrückt. Der '1ll sich das Potentialgefälle der Röhre erhöhende Stickstoff wird bei Belastung der Röhre, d. h. einsetzendem Quecksilberlichtbogen, von dem ionisierten Quecksilberdampf infolge der viel niedrigeren lonisierungsspannung des Quecksilbers aus der Strombahn gedrängt und macht sich, so lange der Quecksilberlichtbogen besteht, kaum bemerkbar.
Gleichrichterröhren nach diesem Verfahren haben die Eigentümlichkeit, dass sich bei niedrigen Anodenspannungen die Lichtbogenentladung sehr langsam entwickelt, d. h. dass die Röhre sehr langsam den normalen Betriebszustand erreicht, was für manche Zwecke störend ist. Dieser Übelstand kann dadurch überwunden werden, dass die die Glühkathode bildende Heizspirale sehr nahe dem flüssigen Quecksilber angeordnet wird, um die Bildung ionisierter Quecksilberdämpfe zu beschleunigen.
Diese Anordnung wird durch die Abbildungen einer Doppelweg-Gleichrichterröhre veranschaulicht. Darin bedeutet 1 den kugelförmigen Glasballon der Gleichrichterröhre 2, das Füsschen mit den eingeschmolzenen
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Zuleitdrähten 3, 5 der Anoden und 7, 8 der Heizspirale, 9 die waagrecht liegende Heizspirale, 4, 6 die beiden Kohlenanoden und 10, 11 die zum Schutze gegen den Angriff des Lichtbogens über die anodischen Metalldrähte überschobenen Quarzröhrchen, 12 ist ein grosser Quecksilbertropfen.
Der mittlere Abstand der Heizspirale von der Quecksilberoberfläche beträgt je nach Grösse
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Zweckmässigerweise wird diese Röhre für hängende Betriebsart ausgeführt und mit einem kugeligen Ballon, so dass bei geringer Quecksilberfüllung eine verhältnismässig grosse Quecksilberoberfläche der Heizspirale zugekehrt und dieser Heizspirale möglichst angenähert ist.
Sinngemäss können auch solche Röhren mit mehr als zwei Anoden für Mehrphasenstrom ausgeführt werden.