Ртутный выключатель

Рту́тный выключа́тель (англ. Mercury switch), или датчик наклона — переключатель, который замыкает и размыкает электрическую цепь благодаря небольшому количеству жидкой ртути.

Ртутный переключатель

Описание

Анимация работы

Ртутный выключатель представляет собой стеклянную герметичную колбу, содержащую шарик ртути и два (или более) электрических контакта. Помимо ртути, колба обычно наполняется инертным газом или вакуумируется. Гравитация смещает каплю ртути до самой низкой точки в оболочке. Когда переключатель наклонён в соответствующем направлении, ртуть касается контактов, замыкая цепь. Наклон переключателя в противоположном направлении наоборот, приводит к размыканию контактов.^[1] Переключатель может содержать несколько контактных групп, позволяя осуществить замыкание разных пар контактов под разными углами.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Окисление контактов маловероятно;
• Разрыв электрической цепи происходит в герметичном объёме, поэтому искра не может воспламенить горючие газы, что является важным при работе оборудования во взрывоопасных местах;
• Контакты не изнашиваются и остаются чистыми вследствие постоянного обновления при каждом переключении;
• Ртуть имеет достаточно низкое сопротивление, поэтому переключатели такого типа могут работать на большом токе при относительно небольших размерах;^[2]
• Коммутация выполняется очень тихо, поскольку контакты неподвижны.

Недостатки

• Ртутные переключатели имеют относительно низкую скорость переключения ввиду инерции ртутной капли, поэтому они не используются, когда необходимо обеспечить много рабочих циклов в секунду;^[3]
• Переключатели такого типа чувствительны к гравитации, поэтому их не используют в портативных или мобильных устройствах, которые могут часто менять свою ориентацию;
• Соединения ртути являются очень токсичными, поэтому использование переключателей на их основе не разрешается во многих новых конструкциях;
• Стеклянная оболочка является хрупкой, и поэтому требует использования гибких проводников для предотвращения её повреждения;
• Капля ртути образует общий электрод, поэтому при многополюсном использовании электрические цепи не являются надежно изолированными друг от друга.

Применение

Ртутные переключатели ранее использовались в автомобилях для управления освещением (в частности, фар на крышке багажника), а также в антиблокировочных системах тормозов. С 2003 года применение переключателей на основе ртути в американских автомобилях было прекращено. Так же во времена Второй чеченской войны боевики часто применяли мины-сюрпризы с ртутным замыкателем в расчёте на то, что военнослужащие РФ их будут подбирать. В результате срабатывания подобных мин погибло несколько десятков военнослужащих, были случаи гибели самих боевиков.

Ртутные выключатели также используются в робототехнике^[4], термостатах, системах управления полёта самолётов, в игровых контроллерах, видеокамерах и др^[5].

Хранение

Ртутные выключатели желательно хранить завернутыми в пузырчатую плёнку в закрытых контейнерах. Нельзя использовать металлические контейнеры, поскольку ртуть может вступить в реакцию с металлом или протечь через швы.

Токсичность и содержание ртути

Поскольку ртуть является ядовитым тяжелым металлом, устройства, содержащие ртутные выключатели, должны рассматриваться как опасные отходы для утилизации. В таблице ниже представлена примерная количество ртути в ртутных переключателях различного типа.

Типичное количество ртути в переключателях и реле различного типа[6]
Тип	Содержание ртути, г
Датчики пламени	>1
Поплавковые выключатели	0,1 — 70
Датчики наклона	0,05 — 5
Ртутные реле	0,005 — >1