Funktionsprinzip

Das Funktion des Quecksilberdampfgleichrichters beruht auf der Gleichrichterwirkung eines Quecksilberdampflichtbogens zwischen zwei Elektroden aus verschiedenem Material.

Die Kathode aus Quecksilber ist in der Lage, bei relativ moderaten Temperaturen (einige tausend Grad) eine große Anzahl Elektronen abzugeben. Die Graphitanoden tun dies bei den gleichen Bedingungen so gut wie überhaupt nicht. Deshalb ist im Vakuumgefäß ein Elektronenfluß    ausschließlich von der Kathode zur Anode möglich.

Durch erstmaliges Zünden einer Plasmaentladung z.B. durch Eintauchen einer stromführenden Elektrode in das Quecksilber und anschließendes Herausziehen wird der Kathodenfleck erzeugt: eine sehr heiße Stelle im Quecksilber, die zur Emission von Elektronen führt. Die Atome des  entstehenden Quecksilberdampfes werden dabei durch die augenblicklich zur Anode wandernden Elektronen ionisiert (Stoßionisation). Durch die ständig stattfindende Stoßionisation wird die im Hochvakuum eigentlich eintretende Raumladung verhindert.

Durch Verwendung mehrerer symmetrisch angeordneter Anoden wird einerseits eine bessere Glättung des entstehenden Gleichstromes erreicht, andererseits auch ein Erlöschen des Kathodenflecks durch einen Nulldurchgang des Stromes verhindert. Zu diesem Zweck wurden auch den Verbrauchern große Drosselspulen vorgeschaltet.

Die bei der Stoßionisation entstehenden Ionen fallen in die Kathode zurück und sorgen durch den Einschlag für die Temperatur des Kathodenflecks und Entstehung des Quecksilberdampfes. Das im oberen Teil des Gefäßes kondensierende Quecksilber läuft in die Kathode zurück, der Kreislauf kann von Neuem beginnen.