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Résistance électrique négative
La présente invention.a pour objet une nouvelle résistance négative constituée par un tube à décharges élec- triques à atmosphère d'hélium dans lequel l'écart qui existe entre les électrodes et la pression du gaz sont tels qu'avec des électrodes froides la tension disruptive ait plus d'une valeur.
Si la tension disruptive des tubes à décharges à atmosphère gazeuse comportant deux électrodes froides paral- lèles est mesurée en fonction du produit de la distance entre électrodes par/la pression du gaz, on constate que cette fonction a une valeur minimum. Cette fonction représentée en graphique affecte généralement la forme de la courbe qui est @
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représentée sur la figure 1, sur laquelle là tension disrup- tive V est représentée en fonction de la pression p (pour une distance constante entre électrodes) ou de la distance entre électrodes d ( pour une pression constante).
La demanderesse a constaté par des mesures très exactes que dans un tube à atmosphère d'hélium la partie de la courbe qui est située à gauche de la valeur minimum ne présente pas les variations qu'on attribuait jusqu'ici à cette courbe et qui sont représentées sur la figure 1. Il est surprenant de constater que cette branche de la courbe a la forme qui est représentée sur la figure 2. La courbe a été établie d'après le tube à décharges qui est représenté sché- matiquement sur la figure 3. Ce tube comporte un cylindre métallique fermé d'un seul côté et supporté par une bague en ferrochrome 2 dans laquelle le cylindre 1 s'adapte exacte- ment. Cette bague 2 est scellée d'une part à la partie en verre 3 de la paroi et d'autre part au tube en verre 4. La partie 3 de la paroi est munie d'un pied 5 traversé par un fil d'amenée de courant flexible 6.
Au tube en verre 4 est scellé encore un cylindre en ferrochrome 7, entourant le cylindre 1 à faible distance sur une partie de sa longueur.
Le cylindre 7 contient un fond 8 qui sépare l'intérieur du tube à décharges de l'atmosphère et qui est muni d'un fil d'amenée de courant 9. Cette pièce 8 et le fond 10 du cylin- dre 1 constituent les deux électrodes du tube à décharges qui est rempli par une certaine quantité d'hélium sous une pres- sion de 0,84 mm. En déplaçant le cylindre 1, on peut modifier la distance entre les électrodes et par suite le produit de cette distance par la pression du gaz. En mesurant la tension disruptive pour les diverses valeurs de ce produit, on éta-
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blit la courbe de la figure 2 sur laquelle la tension disrup- tive est portée en ordonnées et la distance entre électrodes (pour une pression constante du gaz) en abscisses. On a trouvé ainsi pour les valeurs de cette distance comprises entre A et B trois valeurs de la tension disruptive.
Si l'on mesure en fonction de l'intensité du cou- rant, pour une valeur de p d (c'est-à-dire le produit de la pression du gaz par la distance entre électrodes) qui estom- prise entre A et B, la tension qui existe entre les électro- des, on obtient les courbes de la figure 4 où l'on a tracé en ordonnée les tensions et en abscisses les courants. Les courbes 11 et 12 se rapportent à une pression d'hélium de 0,84 m/m et à un écart des électrodes de 2,65 c/m. Ces cour- bes révèlent que si pour une valeur convenable de la résis- tance intercalaire on fait augmenter à partir de zéro la tension qui existe entre les électrodes, le courant commence à traverser le tube à décharges pour une tension C.
Si la tension continue à augmenter, l'intensité du courant croit jusqu'à ce que la tension ait atteint la valeur D. Si la ten- sion crott davantage, l'intensité du courant diminue, jusqu'à ce que la tension prenne la valeur E. La partie de la courbe comprise entre K et F est instable. On a déterminé le point F en partant d'une tension située au-delà de la valeur E et en la diminuant jusqu'à ce que le courant se mette à circuler.
Lorsque la tension crott au-delà de la valeur E, le tube n'est tout d'abord pas parcouru par le courant. Ce n'est que lorsque la valeur G est atteinte qu'un passage de courant se manifeste de nouveau. La décharge a alors une nature négative très ac- centuée de sorte que la courbe 12 ne peut être établie que lorsqu'une granderésistance est montée en série avec le tube à décharges.
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La courbe 13,se rapporte au cas où la distance entre électrodes est de 2,33 c/m et la pression de l'hélium est de nouveau de 0,84 m/m.
La seconde branche de la courbe correspond en substance à la branche 12, mais elle est située plus haut que celle-ci et n'est pas représentée sur la figure.
La partie de la courbe 11 qui est comprise entre les points H et K représente une résistance négative de même que la partie de la courbe 13 qui est comprise entre les points L et M, étant donné que la tension croft quand le courant diminue.' Les essais ont révélé que néanmoins, lorsque la résistance de stabilisation est suffisamment faible, la décharge est stable dans ces parties. Cette résistance de stabilisation peut même être supprimée entièrement.
Aussi, la décharge se prête-elle à être utilisée avantageusement comme résistance négative, par exemple pour l'amplification d'oscillations électriques.
La figure 5 montre à titre d'exemple un système de montage convenable comportant un tube à décharges 14 réalisé de la manière ci-dessus décrite, une batterie 15 de par exemple 750 volts et une self 16 de par exemple 250 henry .
Le tube à décharges 14 a une résistance négative et dans le circuit représenté il se produit des oscillations électriques qu'on peut prendre entre les extrémités de la self 16. Pour les valeurs indiquées des éléments du circuit on a constaté des oscillations électriques ayant une fréquence de 200 par seconde, une tension ayant une valeur maximum de 520 volts et une intensité du courant jusqu'à 30 mamp.
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Negative electrical resistance
The present invention relates to a new negative resistance constituted by an electric discharge tube in a helium atmosphere in which the difference which exists between the electrodes and the gas pressure are such that with cold electrodes the voltage. disruptive has more than one value.
If the breakdown voltage of gas-filled discharge tubes with two parallel cold electrodes is measured as a function of the product of the distance between electrodes by / the gas pressure, it is found that this function has a minimum value. This graphed function usually affects the shape of the curve which is @
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represented in FIG. 1, on which the interrupting voltage V is represented as a function of the pressure p (for a constant distance between electrodes) or of the distance between electrodes d (for a constant pressure).
The Applicant has observed by very exact measurements that in a tube with a helium atmosphere the part of the curve which is situated to the left of the minimum value does not exhibit the variations which hitherto attributed to this curve and which are shown in figure 1. It is surprising to find that this branch of the curve has the shape which is shown in figure 2. The curve has been established from the discharge tube which is shown schematically in figure 3 This tube has a metal cylinder closed on one side only and supported by a ferrochrome ring 2 in which the cylinder 1 fits exactly. This ring 2 is sealed on the one hand to the glass part 3 of the wall and on the other hand to the glass tube 4. The part 3 of the wall is provided with a foot 5 through which a feed wire of flexible current 6.
To the glass tube 4 is still sealed a ferrochrome cylinder 7, surrounding the cylinder 1 at a short distance over part of its length.
The cylinder 7 contains a bottom 8 which separates the interior of the discharge tube from the atmosphere and which is provided with a current supply wire 9. This part 8 and the bottom 10 of the cylinder 1 constitute the two electrodes of the discharge tube which is filled with a certain quantity of helium under a pressure of 0.84 mm. By moving the cylinder 1, it is possible to modify the distance between the electrodes and therefore the product of this distance by the pressure of the gas. By measuring the breakdown voltage for the various values of this product, we establish
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Blit the curve of FIG. 2 on which the interrupting voltage is plotted on the ordinate and the distance between electrodes (for a constant gas pressure) on the abscissa. Three values of the breakdown voltage have thus been found for the values of this distance between A and B.
If we measure according to the intensity of the current, for a value of pd (that is to say the product of the pressure of the gas by the distance between electrodes) which is blurred between A and B , the tension which exists between the electrodes, one obtains the curves of figure 4 where one plots on the ordinate the tensions and on the abscissa the currents. Curves 11 and 12 relate to a helium pressure of 0.84 m / m and an electrode gap of 2.65 c / m. These curves reveal that if for a suitable value of the intercalary resistance the voltage which exists between the electrodes is increased from zero, the current begins to flow through the discharge tube at a voltage C.
If the voltage continues to increase, the intensity of the current increases until the voltage has reached the value D. If the voltage increases further, the intensity of the current decreases, until the voltage takes the value E. The part of the curve between K and F is unstable. The point F was determined by starting from a voltage located beyond the value E and decreasing it until the current starts to flow.
When the voltage crots beyond the value E, the tube is first of all not traversed by the current. It is only when the value G is reached that a current flow occurs again. The discharge then has a very marked negative nature so that curve 12 can only be established when a large resistance is connected in series with the discharge tube.
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Curve 13 relates to the case where the distance between electrodes is 2.33 c / m and the helium pressure is again 0.84 m / m.
The second branch of the curve corresponds in substance to branch 12, but it is located higher than the latter and is not shown in the figure.
The part of curve 11 which is between points H and K represents a negative resistance as well as the part of curve 13 which is between points L and M, since the voltage increases when the current decreases. Tests have shown that, however, when the stabilizing resistance is low enough, the discharge is stable in these parts. This stabilizing resistance can even be removed entirely.
Also, the discharge lends itself to being advantageously used as a negative resistance, for example for the amplification of electrical oscillations.
FIG. 5 shows by way of example a suitable mounting system comprising a discharge tube 14 made in the manner described above, a battery 15 of for example 750 volts and a choke 16 of for example 250 henry.
The discharge tube 14 has a negative resistance and in the circuit shown there are produced electrical oscillations which can be taken between the ends of the choke 16. For the indicated values of the elements of the circuit, electrical oscillations having a frequency have been observed. of 200 per second, a voltage having a maximum value of 520 volts and a current intensity up to 30 mamp.