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PROOEDE ET DISPOSITIF ASSURANT I'AMORCAGE DES DECHARGES ELECTRIQUES -
La présente invention vise les tubes à déchargea électriques dans les gaz, et plus particulièrement les appareils permettant l'amorçage de ces tubes. Elle a pour objet un procédé pour faciliter l'anorqage d'une décharge dans le milieu gazeux des redresseurs, des lampes et spécialement des dispo- sitifs fonotionnant en redresseurs.
L'invantion a aussi pour objet un dispositif robusta et peu coû- teux, très efficace pour 1'amorçage des décharges par surtension.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront encore dans la suite.
Un procédé connu utilise, pour amorcer la décharge dans un milieu
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gazeux, le passage momentané d'un courant dans une inductanee reliée en série avec le dispositif de décharge , ce passage étant suivi d'une coupure brusque du circuit dans lequel passe le courant. Il s'ensuit une surtension due à l'in- ductance, surtension qu'on utilise pour créer une différence anormale de poten- tiel dans la tube, En vue d'amorcer la décharge. Quand les tubes à décharge fonctionnant sous courant alternatif, on éprouve dans l'application de cette méthode, des difficultés importantes qui peuvent en compromettre l'efficacité.
Ces difficultés proviennent du fait que l'inductance est excitée par du courant alternatif à onde complète, pendant la période d'amorçage. La moitié du temps, l'inductance est excitée en sans opposé au sans requis pour amorcer une décharge dans le tube, puisque celui-ci offre les caractéristiques unidirectionnelles d'un redresseur !d'où il s'ensuit que 50% des surtensions produites en inter- rompant au hasard le courant dans l'inductance, demeurent entièrenent in@effi- caces pour l'amorçage d'une décharge. En outre, l'impédance de cette inductance, pour tout courant alternatif à 60 p:s est si grande qu'on n'y peut faire passer le courant magnétisant qu'au moyen d'une tension relativement élevée, de l'ordre de 130 volts par exemple.
L'utilisation de cette tension est indésira- ble, parce qu'elle tend à maintenir la persistance d'un arc dans l'interrupteur à mercure communément employé pour couper le circuit, cet arc affectant fécheu- semeat l'effet d'amorçage, aussi bien par la dissipation d'énergie magnétique qu il entraine,que par la retard qu'il apporte à la surtension inductive finale, jusqu'à un instant de la période de courant alternatif qui est très peu favo- rable à l'amorçage d'une décharge (aussi bien par suitede la diminution du cou- rant passant alors dans l'inductance, que de la basse tension alors appliquée aux anodes).
On ? trouvé que toutes ces difficultés peuvent être éliminées si on place un redresseur en série avec une inductance, pendant la période de démarrage. L'inductance est alors traversée par un courant unidirectionnel doit les pulsations sont largement amorties par l'inductance. Donc, une énergieélec- tromagnétique plus grande se trouve emmagasinée dans cette inductance quel que soit l'instant de coupure du circuit par l'interrupteur. De plus, par suite du caractère unidirectionnel du courant, l'impédance opposée au passage du courant dans l'inductance est réduite de telle façon qu'un potentiel de l'ordre de 3 volte suffit à faire passer le courant désiré dans celle-ci.
On a découvert que
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cette basse tension convient particulièrement, puisqu'elle est inférieure au potentiel d'ionisation du mercure , de sorte que le circuit peut être inter- rompu entre les réservoirs à mercure de l'intrrupteur, sans qu'il y ait auou- ne tendance à l'amorçage d'un arc durable. Ainsi, la surtension est produite immédiatement après le fonctionnement mécanique de l'interrupteur, de sorte que la phase de production de la surtension est largement accrue à un moment favo- rable de la période de tension anodique.
En outre, par suite des dispositions nouvelles de l'appareil, chaque surtension est dans le sens voulu et efficace au moine potentiellement pour amorcer la décharge, ce qui double le rendement de l'appareil d'amorçage*
La faible durée de l'arc de rupture instable dans l'interrupteur est également avantageuse pour une autre raison. L'éohauffement réduit de cette façon vaporise moins de mercure, et par conséquent la pression de vapeur de ce mercure est moindre, le circuit est coupé beaucoup plus brusquement, et la sur- tension obtenue est plus élevée.
Il en résulte une augmentation de l'efficacité de chaque manoeuvre tentée pour assurer l'amorçage* Ainsi cette nouvelle combi- naison d'appareils est théoriquement beaucoup plus efficace que les combinai- sons jusqu'ici utilisées pour amorcer un arc dans un tube à décharge, comme l'ont prouvé les essais nanbreux faits par la Société demanderesse. En outre, il est évident que cette utilisation d'un redresseur en combinaison avec une inductance et un interrupteur, permet de réaliser un générateur d'énergie à haute tension extrêmement efficace et pouvant être employé avantageusement dans de nombreuses applications industn elles.
D'après ce qui précède, on voit que les caractéristiques essen- tielles de l'invention résident dans l'utilisation d'un courant unidirectionnel de basse tension pour exciter l'inductance. Bien qu'on ait exposé l'emploi d'un redresseur comme offrant les moyens les plus pratiques d'obtenir l'intensité désirée dans un circuit à courant alternatif, la Société demanderesse a trouvé qu'un pouvait utiliser d'autres moyens, par exemple une petite batterie, pour arriver, aussi bien ou mieux, au même résultat.
Certaines difficultés qu'on vient de signaler, et qu'on rencontre dans l'amorçage des'*tubas à courant alternatif, se retrouvent aussi lorsqu'on les amorce par courant continu. Ici, l'inductance a invariablement été excitée par le potentiel de ligne, non pas parce que ce potentiel était nécessaire pour
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surmonter l'impédance de celle-ci, comme dans la cas du courant alternatif, mais parce qu'elle offre le seul potentiel disponible.
La Société demanderesse a découvert que l'utilisation d'une basse tension est estrêmement avantageuse aussi dans le cas du courant continu, car elle s'oppose à la stabilisation de l'arc de rupture. aile a reconnu en outre que ce faible potentiel peut conve- nablement être emprunté, soit à une batterie à basse tension, par exemple trois volts, soit à un dispositif potentiométrique. Quand on excite de la aorte l'ap pareil d'amorçage objet de l'invention, on reconnaît qu'il est beaucoup plus efficace que les dispositifs utilisés jusqu'ici.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référent à la description suivante et aux dessine qui l'accompagnant, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif, et dans lesquels :
La Fig.l est un schéma d'une des formes préférées de réalisation de l'appareil d'amorçage pour lampes à vapeur de mercure du genre Cooper Hewitt à codant unilatéral.
Les Fig.2 et 3 sent des schémas relatifs à des variantes du cir- cuit représenté Fig.l.
La Fig.4 est un schéma d'une autre variante du circuit de la Fig.l, avec un interrupteur de type spécial.
La Fig5. est une vue en élévation de l'interrupteur utilisé Fig.4
La Fig.6 est une vue en coupe du marne interrupteur suivant la ligne 6-6 de la Fig.5.
La Fig.7 est un schéma d'une autre variante du circuit de la Fig. 1.
La Fig.8 est un schéma représentant l'application du nouveau dispositif d'amorçage à une lampe à cathode chauffée.
La Fig.9 est un schéma visant l'application de l'invention à une lampe comportant une cathode thermoionique d'un autre type.
La Fig.10 est un schéma d'une autre variante du circuit de la Fig.1.
La Fig.11 est un schéma relatif à l'application de l'invention à une lampe à courant continu du genre Cooper Hewitt.
La Fig. 12 est un schéma d'une variante du circuit de la Fige Il.
La Fig. 13 est un schéma représentant l'application de l'inven-
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tion à l'amorçage d'une décharge dans un tube à deux électrodes thermoinni- ques.
La Fig.l représente une lampa à vapeur de mercure 1 comportant une cathode mercurielle 2, des anodes 3 et une gaine d'amorçage 4 de papier d'étain ou autre matière analogue. Les anodes 3 sont reliées à la façon ha- bituelle aux extrémités de l'auto-transformateur 5, à travers des résistances ballast 6, et la cathode 2 est de même reliée au point moyen du transforma- tour à travers une inductance 7. Ce point moyen est également reliée à tra- vers un condensateur 8, à la gaine d'amorçage 4. L'interrupteur 9 est in- tercalé entre la cathode 2 et le ptle négatif d'un redresseur double 10, tan- dis que les conducteurs positifs du même redresseur sont reliés à des prises, de part et d'autre du point moyen du transformateur 5.
L'interrupteur 9 qui peut être un interrupteur à mercure à am- poule bien vidée, est normalement fermé, mais il est mis en position d'ou- verture par l'inductance 7, lorsqu'on excite celle-ci. Le redresseur 10 peut être d'un type quelconque, mais on peut avantageusement utiliser des redres- seurs à oxyde de cuivre, en raison de leur commodité et de leur prix relative ment faible.
La variante de la Fig.2 représente un redresseur 10 demi-onde dont les connexions n'exigent aucune explication, puisqu'il a été simplement substitué au redresseur double de la Fig.l, et une tension un peu plus éle- vée lui est appliquée pour surmonter l'augmentation d'impédance opposée dans l'inductance 7 à courant pulsatoire résultant qui est seulement composé de demi-ondes. Cette figure représente également une variante des connexions de la gaine d'amorçage 4, car elle est reliée ici à un point intermédiaire du ciroit entre l'interrupteur 9 et le redresseur 10'.
Le circuit représente Fig.3 fait comprendra la façon dont l'ap- pareil auxiliaire, du type jusqu'ici utilisé, peut 'être transformé, de ma- nière simple et peut conteuse, en vue de fournir un circuit équivalent à ce- lui de la Fig.l. Comme l'auto-transformateur 5', utilisé généralement dans ces équipements, n'a pas de prises de tension à 6 ou 7 volts de chaque coté du point moyen, on branche un auto- transformateur 11 de petite capacité entre une des bornes dudit transformateur 5t et son point moyen. Ce transfor- mateur 11 offre des prises à la tension désirée, de part et d'autre du point
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relié au point milieu du transformateur 5' auquel aboutissent les conduc- teurs positifs du redresseur 10.
A noter encore dans ce cas, la connexion directe de la gaine d'amorçgge 4 au point moyen de l'auto-transformateur 5', Toutefois, cette gaine peut être reliée de même manière que dans les Fig.l et 2, toutes les connexions étant interchangeables.
Le circuit de la Fig.4 représente une autre variante encore de celui de la Fig.l, variante dans laquelle l'interrupteur usuel est remplacé par l'interrupteur 9', représenté de façon plus détaillée dans les fig.5 & 6, Cet interrupteur comporte un bain de mercure 11 relié à la cathode 2 par un conducteur flexible, ainsi que deux conducteurs d'Entrée 12 qui traversent les extrémités de l'envoleppe scellée et plongent de haut en bas dans le bain de mercure. Cet interrupteur 9' pivote de la même façon que l'interrupteur 9 des figures précédentes, lorsqu'on excite l'inductance 7 il en résulte que les conducteurs d'entrée 12 sont simultanément retirés du mercure.
Chacun de ces conducteurs est relié, de manière appropriée, au polo - d'un redresseur demi-onde 10' dont les bornes positives sont à leur tour reliées aux prises à basse tension disposées de part et d'autre du point moyen de l'auto-trans- formateur.
Dans la variante de la Fig.l, représentée Fig. 7, la cathode 2 est reliée au point moyen de l'auto-transformateur 5, à travers une inductan- ce 7' dont la réactance est juste suffisante pour stabiliser la décharge dans le tube 1. Une seconde inductance 7", dont la réactance est étudiée de façon à donner les meilleurs conditions d'amorçage, a une de ses bornes reliée au point moyen de 1'auto-transformateur 5, tandis que l'autre rejoint l'inter- rupteur 9 et la cathode 2, à travers le condensateur 13.
Ce condensateur a une capacité suffisante pour laisser passer la surtension à front raide pro- duite dans le circuit de l'inductance 7" et coupée par l'interrupteur 9, mais insuffisante pour laisser passer une intensité appréciable dans les conditions normales de fonctionnement. Cette inductance peut être également enroulée sur le marne noyau, mais si on, emploie des noyaux séparés, on dispose l'interrup- teur 9 de façon à passer ., la position d'ouverture lorsqu'il y a excitation de l'une ou l'autre des inductances, par exemple par des armatures séparées disposées dans le champ de l'inducteur.
Dans certains cas, les inductances 7' et.7" peuvent être représentéee par une bobine unique comportant des prises appropriées pour donner les mêmes caractéristiques électriques.
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Le redresseur de la Fig.8 est étudié de manière à servir de lampe Il est rempli d'une vapeur ou d'un gaz approprié tel que le néon, l'hélium ou le mercure, et il présente des anodes 3 et une cathode 22 pourvue d'un radia- -teur approprié 24. Les anodes 3 sont reliées à la manière habituelle aux bop nes de l'auto-transformateur 25, à travers les résistances ballast 6, tandis que la cathode 22 est reliée au point moyen dudit auto-transformateur, à tra- vers 1'inductance 7.
Une bobine secondaire à basse tension 26 a une de ses bor nes reliée au radiateur 24 ,et l'autre à la cathode 22, le circuit de chauf- fage étant complété par une liaison entre le radiateur 24 et la cathode 22, faite à l'intérieur du tube à décharge 21. D'un point intermédiaire entre l'inductance 7 et la cathode 22, part un conducteur qui comprend l'interrupten teur 9 et la insistance 27, et rejoint le point moyen d'un redresseur double 10 dont les pales + sont reliés à des prises à basse tension disposées de part et d'autre du point moyen de 1'auto-transformateur 25.
Cette résistance 27 sert de radiateur pour chauffer l'élément thermostatique 28, qui, après avoir été chauffé un temps déterminé à l'avance, agit de façon à court-cir- cuiter la résistance 27.
La Fig.9 représente l'application de l'invention à un tube à dé- charge comportant une cathode thermoionique d'un autre type. Le tube 31 con- tient une vapeur ou un gaz tel que le néon, l'hélium ou le mercure; il offre une cathode 32 composée d'un mélange fritté d'une matière réfractaire et d' une matière active thermoionique, par exemple un mélange de tungstène et d'on- de de baryum; ou bien la cathode peut encore être faite d'une masse d'oxyde en relation déterminée avec un corps métallique. A l'extrémité opposée du dis- positif 31 sont montées des anodes 3. La cathode 32 est reliée au point moyen de 1'auto-transformateur 5, tandis que les anodes 3 sont reliées respee tivement aux extrémités dudit auto-transformateur à travers les résistances ballast 6.
L'interrupteur 9 et le redresseur 10 ont les mêmes connexions que dans la Fig.l.
Le circuit de la Fig.10 diffère de celui de la Fig.l par l'utili- sation d'une batterie remplaçant le redresseur 10. Dans ce circuit, un condue teur relie un point intermédiaire entre l'inductance 7 et la cathode 2, à l'au tre extrémité de l'inductance, par l'intermédiaire de l'interrupteur 9, d'un interrupteur approprié 15 et de la batterie 14. Cette batterie peut âtre une simple batterie sèche de deux ou trois éléments, du genre des piles de poches
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Le circuit de la Fig.ll est analogue à celui de la Fig.10 , le transformateur 14 étant utilisé en liaison avec un tube à décharge 41 à cou- rant continu, à anode unique, et comportant les marnes connexions que la Fig.
10.
Le circuit de la Fig.l2 est une variante de la Fig.ll, dans la- quelle la source de courant continu fournit la basse tension désirée. Dans ce circuit est établie une connexion allant de l'anode 3 au pole- d'une source à courant continu appropriée, à travers un interrupteur à mercure 16 et une résistance 17. Un point placé entre l'inductance 7 et la cathode 2 est relié à un point de potentiel appropré de la résistance 17, à travers l'interrup- teur 9. On a représenté ici cet interrupteur de façon différence, pour mar- quer graphiquement la relation de temps entre le fonctionnement de cet inter- rupteur et celui de l'interrupteur 16, mais il n'y a pas de raison pour qu'il nesoit pas de construction identique à celle des interrupteurs utilisés dans les autres circuits.
Comme on le voit, cet interrupteur est réglé de manière à ouvrir son circuit avant l'ouverture du circuit passant par l'interrupteur 16, Comme la seule fonction de l'interrupteur 16 est de déconnecter la réais- tance 17 et d'y éviter des pertes d'énergie, tout type d'interrupteur peut servir, mais le mieux est d'utiliser un interrupteur à tube de mercure rempli d'hydrogène. Ainsi qu'on l'a indiqué, l'interrupteur 9 et l'interrupteur 16 sont tous deux commandés de façon convenable par une seule armature, lorsque l'Inductance 7 est excitée.
Le tube à décharge 31' de la Fig.l" comporte deux cathodes ther- moioniques 32 de même type que dans la Fig.9, par exemple, mais toute autre cathode thermoionique peut leur être substituée. Une de ces cathodes est re- liée à l'une des pomes d'une source de courant alternatif appropriée, à tra- vers la résistance ballast 6, tandis que l'autre cathode 32 est reliée à l'autre borne de ladite source à travers l'inductance de stabilisation 7'.
Un auto-transformateur 11 de faible puissance, analogue à celui de la Flg.3, est relié à la source de courant alternatif et comporte des prises de quel- ques volte, de part et d'autre de la connexion qui aboutit à l'inductance 7' ces prises étant reliées aux pôles + à travers l'interrupteur 9 et l'induc- tance 7", à la même borne de ladite source que l'inductance 7'. D'un point placé entre cette inductance 7" et l'interrupteur 9, par une connexion allant à travers le condensateur 12 à la marne cathode 32 à laquelle est reliée 1'in-
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ductance 7'.
Lorsque dans le circuit. de la Fig.l, on applique un potentiel alternatif approprié à l'auto-transformateur 5, une différence de potentiel est appliquée entre la cathode 2 et les anodes 3, de valeur insuffisante pour amorcer'une décharge entre cet électrodes. Toutefois, du courant passe durant une alternance sur deux, des prises à basse tension disposées de part et d'autre du point moyen dudit transformateur à travers le redresseur 10, l'interrupteur 9 et l'inductanoe 7, pour revenir au point moyen dudit auto- transformateur. Le champ créé autour de cette inductance attire alors l'arma- -tpre de l'interrupteur 9 et ouvre le circuit de l'inductance, de sorte que le champ magnétique disparaît en provoquant une surtension.
Du fait que cet- te inductance est toujours exoitée par du courant unidirectionnel (en raison de la conductibilité unilatérale du redresseur 10 en série avec elle) cette surtension rend toujours la cathode 2 très négative, par exemple de quelques milliears de volts par rapport aux anodes. Quand le potentiel de cette ca- thode est assez bas, il s'amorce dans le tube une décharge qui ionise le gaz et établit la taohe cathodique sur la cathode mercurielle.
L'arc est ,par conséquent amoroé et maintenu par le potentiel existant entre les électrodes du tube 1, du oourant passant d'abord d'une extrémité de l'au-transformateur 5, puis de l'autre extrémité, à travers l'une ou l'autre des résistances ballast 6 et des anodes 3 et, de là, à travers le tube 1, pour gagner la oa- thode 2 et faite retour au point moyen de l'auto-transofmrateur, à travers l'Inductance 7 qui sert àlors à stabiliser la décharge . Cette inductance étant ainsi continuellement excitée par le courant redressé, maintient l'in- terrupteur 9 en position d'ouverture.
L'inductance 7 oppose une impédance très faible au courant redressé fourni par le redresseur 10 pendant la pé- riode d'amorçage ! 1 On trouve qu'une basse tension de l'ordre de trois volts suffit à faire passer le courant désiré (de 1 ampère par exemple) à travers cette inductance, tandis que le potentiel additionnel requis par le redresseur 10 est seulement de quelques volts.
Avec l'application d'un potentiel aussi faible, aucun arc ne peut se maintenir dans l'interrupteur à mercure, de sorte que le circuit s'inter- rompt instantanément. Sotte interruption instantanée est désirable pour les raisons suivantes : l - La tension engendrée par l'inductance dépend directement de
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la rapidité avec laquelle le champ magnétique disparaît et la faible tension appliquée assure l'ouverture extrêmement rapide des circuits et la dispari- tion rapide du champ. La rapidité de cette extinction du champ est en outre favorablement affectée par le fait que, en engendrant moins de chaleur, l'in- terrupteur dégage moins de vapeur et fonctionne dans des conditions meilleures en assurant une coupure extrêmement brusque.
21- La rupture ne dépend pas de la chute périodique de la tension de ligne et de l'intensité dans l'interrupteur, comme c'était le cas jusqu' ici, et par conséquent il y a probabilité beaucoup plus grande que la surten- sion se produise à un instant favorable de la période.
3 - Du fait que l'inductance 7 tend à amortir le courant fourni par le redresseur 10, l'énergie magnétique emmagasinée dans cet appareil est toujours appréciable, et il en résulte qu'on peut obtenir une surtension efficace indépendamment de la fraction de la période de courant alternatif pendant laquelle le circuit est interrompu. Cette considération a une impor- tance particulière, car, en raison du déphasage du courant dans le circuit de l'interrupteur, par rapport à la tension anodique, l'intensité la plus favo- rable dans l'interrupteur coïnciderait sans cela avec la tension d'anode la moins favorable.
4 - En conséquence de ce nouveau procédé d'amorçage des tubes à décharge, on a trouvé que les dispositifs ci-dessus décrits s'amorcent presque instantanément, même dans les conditions les plus défavorables, l'action d'a- moroage étant beaucoup plus efficace que celles utilisées jusqu'ici. Au cas où la décharge ne rendrait pas naissance à la première manoeuvre de l'inter- rupteur, il est évident que le circuit de l'inductance se trouverait automa- tiquement refenné et que le cycle des opérations se répéterait autant de fois qu'il serait nécessaire. En outre, il est évident qu'on peut utiliser d'au- tres moyens et d'autres dispositifs que l'interrupteur représentés par exem- ple un Interrupteur commandé par moteur et coupant périodiquement le circuit à telle vitesse qu'on désire.
Il va de soi, cependant, que cette substitution (qui peut être intéressante au cas ou l'on désire des impulsions répétées de surtension), rentre dans le cadre de l'invention.
Dans le circuit simplifié représenté Fig.2, l'inductance 7 est excitée, pendant la période d'amorçage, par la demi-oncle de courent pulsatoi- re traversant le :redresseur 10'. Bien que ce circuit ne soit pas aussi affi-
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oaoe que celui de la Fig.l, il offre de nombreux avantages par rapport aux circuits utilisés jusqu'ici. Puisque le courant traversant l'induotanoe 7 est unidirectionnel et marne intermittent, l'impédance opposes à ce courant par l'Inductance 7 est moindre qu'elle ne le serait pour du courant non re- dressé.
Par conséquent, une tension plus basse peut servir à produire l'inten site de courant désirée, cette tension plus basse affectant évidemment, de façon favorable, la vitesse et le temps requis pour l'interruption du courant dans l'interrupteur. En outre, l'interrupteur 9 n'est plus dans l'obligation de couper le courant lrosqu'il est en sans inverse de sens requis pour amor- cer une décharge dans le tube 1, ce qui entraine un moindre échauffement, une vaporisation moins active de l'interrupteur et, par conséquent, une ouverture
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du circuit plus rapide quand"""'" le courant a le sans désiré* De plus, comme le fer de l'Inductance 7 n'est jamais excité en sens opposé,
il est évident que le champ magnétique s'y établit plus rapidement au commencement de chaque alternance, de sorte que la période pondant laquelle cette inductance emmaga- sine assez d'énergie pour amorcer la décharge se trouve notablement accrue.
Le circuit de la Fig.3 est identique à celui de la Fig.l, à la différence près de la bague d'amorçage 4. Dans ce circuit, les prises à basse
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tension de l'auto-transformbtaur 11, dont la op-pacité est de l'ordre de 20 watts, prennent la place des prises à basse tension prévues sur l'auto-trans- formateur 5 de la Fig.l. En conséquence, l'interrupteur 9 et l'inductance agissent de la même manière que ci-dessus pour assurer la marne efficacité d'amorçage.
Dans certains cas, il peut y avoir inconvénient à laisser le re- dresseur 10 relié à la ligne pendant le fonctionnement du dispositif 1, par suite de l'échauffement. Le circuit de la Fig.4 représente un moyen de l'évi- ter. Il comporte deux redresseurs demi-onde 10' remplaçant le redressas dou- ble de la Fig.l, et un interrupteur 9' représenté avec plus de détail sur les Fig.5 et 6, est substitué à l'interrupteur 9.
Initialement, le circuit est en effet identique à celui de la Fig.l; mais lorsque bascule l'interrupteur , 9' sous l'action du champ créé autour de l'inductance 7, les conducteurs 12
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basculent simultanément et sortent du mercure 11y le circuit A "il\ 11111 inductance est ainsi intort'<l1Ip\\ antro l'un nit l'."II\''' 1111 Ilt'llli evHttItuiht,tNa i1 et le meroure. mSUne ""'11'" 10 u\ lou'II\ 1>""*"'" 11\\-' \1111 1\8\\. ''''''''t'I.IIHU\\HlH 1111 série, à travera 1 . nt. Il'1:1\'\1\11\>\' \\1'1\\ ##### f'll'"'' Nlt \-1\.\\\\11-\\\,,"
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inversés, se trouve également interrompu et le reste aussi longtemps qu'une décharge se maintient dans la tube 1.
Dans chacun des circuits dont le fonctionnement vient d'être ex- posé, l'inductance 7 a servi à la fois pour fournir la surtension d'amorçage et pour stabiliser la décharge, une fois amorcée. Par conséquent, les cons- tantes de cette inductance ont nécessairemetn représenté un compromis entre les valeurs convenant le mieux à chacune de ces fonctions,
Le circuit de la Fig.7 élimine cette sujétion qui présente car- tains inconvénients pour la réalisation d'appareils offrant le maximum d'a- vantages possible et destinés à titrer, de l'aplication de l'invention, le maximum d'efficacité. Dans ce circuit, l'inductance 7" fournit la surtension d'amorçage.
En raison de la faible impédance opposée par l'inductance 7" au courent redressé fourni par le redresseur 10, on peut faire cette inductance plus grande qu'il serait désirable si elle devait fonctionner en série avec la décharge, et cela sans augmenter la tension qui lui est appliquée au point où un arc stable pourrait se maintenir dans l'interrupteur 9. On peut ainsi emmagasiner une très notable quantité d'énergie dans l'inductance 7", et par conséquent augmenter la probabilité d'amorçage d'un arc dans le tube 1 dès la première manoeuvre de l'interrupteur 9. La surtension produite par l'inductance 7" traverse aisément le transformateur 13, du fait que son front est raide.
Dès amorçage de la décharge dans le tube 1, le champ créé autour de l'inductance 7' attire l'armature de commande de l'interrupteur 9, ce qui met cet interrupteur en position d'ouverture aussi longtemps que la décharge est maintenue dans le dispositif. Dans certainscas, un petit intervalle d'éclatement, par exemple un tube à décharge gazeuse de parefourdre, peut tre substitué au condensateur 13, ce dispositif opposant peu d'impédance à une surtension élevée, et se comportant à son égard comme un condensateur.
La Fig.8 montre comment l'invention s'applique aussi aux tubes à décharge à cathode thermoionique. Avec le circuit de cette figure, il suffit de relier l'auto-transformateur 5 à une source appropriée de courant alternatif, pour faire passer du secondaire 26, à travers le radiateur 24, un courant qui chauffe la cathode 22. En même temps, du courant passe d'a- bord de l'une, puis de l'autre des prises de basse tension de l'auto-trans- formateur 5 au point moyen de cet auto-transformateur, à travers le redras- seul' 10,/.
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la résistance 27 et 1'inductance 7. Ce courant est limité par la résistance 27 de telle faqon que le champ créé autour de l'inductance 7 est insuffisant pour faire basculer l'interrupteur 9.
Le courant traversant la résistance 27 échauffe l'élément bimétallique 28 qui se déforme et met en court-circuit la résistance, après un intervalle de temps suffisant pour permettre à la oatho- de 22 d'atteindre una température à laquelle son émission électronique suffit à entretenir le courant normal de décharge. Quand cette résistance 27 est ainsi court-circuitée. le courant dans l'inductance 7 est accru, l'interrup- teur 9 entranné et le circuit de l'inductance ouvert, ce qui donne lieu à l'applioation d'une surtension à la cathode 22. Cette surtension ionise le condensateur du tube 21, et par conséquent amorce la décharge, laquelle s'y maintient sous la tension normale appliquée entre les électrodes.
Le courant de décharge traversant l'inductance 7 agit à la manière ordinaire pour main- tenir l'interrupteur 9 en position d'ouverture pendant la continuation de la décharge.
Le dispositif de la Fig.9 n'exige pas de chauffage cathodique préalable et par conséquent le circuit y est simplifié et pratiquement le même que dans la fig.l. à la différence près que la bague d'amorçage et sa con nexion sont supprimées. Le fonctionnement de ce circuit est identique à celui de la Fig.l et n'exige par conséquent aucun commentaire.
Dans la variante de la Fig.10, la batterie 14 remplace le re- dresseur 10 comme source de courant unidirectionnel à basse tension. Lorsqu' on ferme l'interrupteur 15, la batterie 14 envoie du courant à travers l'in- terrupteur 9 et l'inductance 7. Cette inductance, étant excitée, agit sur l'interrupteur 9 qui ouvre la circuit. La surtension résultante amorce la décharge, comme dans le cas de la fig.l, l'arc étant maintenu par la tension fournie à travers l'auto-transformateur 5. Came la batterie 14 fournit, à l'inductance 7, un vrai courant continu, il est évidant que l'efficacité des appareils est plus considérable que celle du dispositif de la Fig.l, puisque cette inductance est complètement aimantée quel que soit l'instant de la coupure dans l'interrupteur 9.
L'utilisation d'une batterie an liaison avec une lampa à courant continu (cas de la Fig.ll) entraine une augmentation considérable de l'effi- cacité de la surtension, car elle fournit, pour la première fois, une tension
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inférieure au potentiel d'ionisation du mercure. Donc, le circuit de l'in- terrupteur est ouvert beaucoup plus brusquement que ce n'était le cas jus- qu'ici de sorte que la surtension appliquée à la cathode 2 a une valeur exceptionnellement élevée. Le fonctionnement du circuit est analogue à celui de la Fig.10 et n'exige donc pas d'autres commentaires.
Si on passe à la Fig.12, on voit que l'application d'une tension continue appropriée à ce circuit fait passer du courant à travers la résis- tance 17, l'interrupteur 16 et la résistance ballast 6. Ces résistances jouant le rôle d'un potentiomètre fournissant le faible potentiel désiré au circuit de l'interrupteur, du courant passant à travers le circuit dérivé de la prise ménagée sur la résistance 17, pour gagner la borne négative de cette réai.tance, à travers l'interrupteur 9 et l'Inductance 7. Quand l'interrup- tour 9 est entraîné par le chapnoréé autour de l'inductance 7, le courant dans cette inductance est brusquement coupé, et la surtension produite est appliquée à la cathode 2.
Puisque seul le circuit dérivé est ouvert par l'in- terrupteur 9, la pleine tension de la source à courant continu n'est janais appliquée sui- cet interrupteur. Il est, en outre, évident que les résistances relatives des différentes parties du circuit peurvent être choisies de telle façon que le potentiel appliqué à cet interrupteur, lors de l'ouverture du circuit, est inférieure au potentiel d'ionisation du mercure. Après que cet interrupteur 9 a ouvert le circuit dérivé, le circuit passant par l'interrup- teur 16 est ouvert, de sorte que l'appel d'énergie à travers la résistance 17 se trouve éliminé.
L'invention fournit également des moyens de mettre en marche des dispositifs à décharge gazeuse symétriques, comme celui de la Fig.12.
Dans ce car, 1'Inductance de stabilisation 7' est de valeur rela- tivement basse, de sorte que l'utilisation d'une inductance d'amorçage sépa- rée 7" (telle que celle représentée Fig.7) est particulièrement désirable, puisqu'elle permet d'emmagasiner une quantité plus grande d'énergie. Le fonctionnement du générateur à haute tension, représenté dans cette figure, est identique à celui du générateur représenté fig.7, de sorte qu'il est su- perflu de le décrire. Dans ce cas l'cnde à front raide de surtension est ap- plbquée à l'électrode 32, à travers le condensateur 13.
Il est évident que, si l'électrode est à 'Potentiel négatif par rapport à l'autre électrode 32 à l'instant OÙ est appliquée cette surtension, les conditions sont idéales pour
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1'amorçage d'une décharge dans le tube 31'.
Si le potentiel de ces electrodes est, à ce moment, inverse ou cnntraire, il produit une décharge momentanée qui ionise le oontenu gazeux du dispositif ,et cette ionisation persiste assez longtemps pour maintenir la décharge sous la tension de ligne, après que la surtension a disparu, de sor- te que le dispositif est mis en service indépendamment de la tension relati- ve des électrodes 32.
Cette décharge est renouvelée de la manière bien con- nue, en sens opposé à chaque inversion de la source de courant alternatif, par suite de la persistance de l'ionisation à l'intérieur du tube Si la dé- charge principale vient à manquer, pour une raison quelconque, à tout moment (par exemple en cas de panne de la source de potentiel), il est évident que l'interrupteur 9 fonctionnera de la manière décrite, pour appliquer des sur- tensions à haute tension sur les électrodes 32, jusqu'à ce que s'amorce un arc stable.
Il est donc évident que l'utilisation d'un redresseur dans ce circuit s'accompagne pratiquement de tous les avantages exposés ci-dessus, oonme devant résulter de son application dans le circuit de dispositifs à con duction unilatérale.
Bien qu'on ait décrit l'invention dans son application à des ty- pes déterminés de tubes à décharge particulièrement intéressants, il va de soi que l'invention n'est pas limitée à ces applications ; on peut l'appli- quer à des tubes à décharge en polyphasé, puisqu'il suffit pour cela d'aug- menter le nombre des redresseurs. Il est également évident que les circuits indiqués et leur mode de fonctionnement on²été envisagés seulement à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif, et que tous changements qui se- raient apportés à la conposition des appareils, en laissant substituer les caractéristiques ci-dessus, rentreraient dans le domaine de l'invention.