Przekaźniki ze stykami zwilżanymi rtęcią

Przekaźniki są coraz częściej zastępowane odpowiednikami półprzewodnikowymi. Ponadto zabronione jest wprowadzanie na rynek urządzeń powszechnego użytku, zawierających znaczące ilości rtęci. Dlaczego więc obszerny artykuł poświęcam kontaktronom rtęciowym, które coraz trudniej znaleźć na rynku wtórnym?

Najprościej, technicznie biorąc, kontaktrony rtęciowe są wielokrotnie lepsze od „zwykłych” kontaktronów, a także od wielu innych przekaźników.

Nieco szersza odpowiedź, dlaczego warto wiedzieć o kontaktronach rtęciowych jest taka: mogą one przełączać w obwodach o większym napięciu (500…1000 V) i mocy, mają rewelacyjnie dużą trwałość – setki, a nawet tysiące razy lepszą od klasycznych przekaźników oraz wykazują znakomitą stałość rezystancji styku w czasie użytkowania. Styki nie ulegają wypalaniu, a co ważne – podczas przełączania nie występują drgania styków. Przekaźniki rtęciowe mogą przełączać małe i bardzo małe sygnały. Z uwagi na ogromną trwałość, mogą niezawodnie pracować tam, gdzie następuje bardzo częste przełączanie. Ponieważ nie ma w nich drgań styków, od dawna są wykorzystywane do wytwarzania impulsów o bardzo stromych zboczach.

Problem w tym, że takie kontaktrony zawierają rtęć, której nie wolno wykorzystywać w popularnym sprzęcie. Obecnie większość wytwórców zaprzestała ich produkcji. Niemniej nadal są dostępne nie tylko na aukcjach, ale też w sklepach, które wyprzedają dawne zapasy (są też nadal produkowane, np. w Chinach). Dobra wiadomość jest taka, że w chwili pisania tego artykułu w dwóch znanych polskich sklepach internetowych można kupić kilka odmian kontaktronów rtęciowych, i to w atrakcyjnych cenach.

Przekaźniki ze stykami zwilżanymi rtęcią są pokazane na fotografii tytułowej. Na fotografii 1 widoczne są układy ze stykami rtęciowymi, służące do wytwarzania króciutkich, nanosekundowych impulsów, których zbocza mają czasy narastania poniżej pół nanosekundy. Wykorzystane są rurki kontaktronowe, które muszą „pracować w pionie”. Sterowanie odbywa się „ręcznie”, przez zbliżenie magnesu trwałego.

Fotografia 2 przedstawia elektromechaniczny generator impulsów o amplitudzie do 500 woltów i o bardzo stromych zboczach.

Natomiast na fotografii 3 pokazany jest uniwersalny tester przekaźników, który będzie opisany w jednym z najbliższych numerów ZE.

Styki kontaktronowe suche i mokre

Fotografia tytułowa prezentuje rtęciowe przekaźniki kontaktronowe, które po angielsku nazywane są mercury relays, mercury wetted relays, częściej wet reed relays. Wet, czyli mokre, w przeciwieństwie do znacznie popularniejszych suchych (dry reed relays).

W języku polskim nie mówimy o przekaźnikach trzcinowych ani o łącznikach trzcinowych (reed), tylko właśnie o kontaktronach. Ich cechą charakterystyczną jest to, że styki są zamknięte w szczelnej szklanej rurce, zwykle z obojętnym gazem lub próżnią w przypadku wysokonapięciowych.

Na fotografii 4 widać popularne rurki kontaktronowe klasyczne, czyli suche (dry). Wewnątrz są metalowe elastyczne pręciki z materiału magnetycznego. W obecności pola magnetycznego styk zmienia stan. Najpopularniejsze są styki typu A, czyli zwierne, mniej popularne są styki typu C – przełączne. Rzadko spotykane są styki B – rozwierane przez pole magnetyczne, niekiedy z użyciem wbudowanego dodatkowego magnesu trwałego.

Przewodzące pręciki zawarte w rurkach kontaktronowych muszą być wykonane z materiału ferromagnetycznego (zwykle jest to żelazonikiel), który ma niekorzystne niektóre istotne tu właściwości.

Dlatego stykające się powierzchnie, właściwy styk, w starszych wersjach kontaktronów z reguły były złocone. Dziś produkowane są też zastępujące styki rtęciowe kontaktrony ze stykami „suchymi”, pokrytymi warstewką metalu rodu lub rutenu – są dużo trwalsze od złoconych. Złoto ma poważne zalety w przypadku małych prądów i napięć. Zaletą jest to, że złocone styki mogą przełączać przy napięciach rzędu miliwoltów i prądach rzędu mikroamperów, a styki z wielu innych metali nie zapewniają niezawodnego połączenia przy tak malutkich obciążeniach.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w majowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 5/2026). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite, gdzie dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 15 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 5/2026 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.