Lampe électrique portative à tube fluorescent Le gaz à faible pression contenu dans le tube d'une lampe à fluorescence est rendu conducteur par application d'une différence de potentiel aux bornes du tube. On crée ainsi des, électrons libres qui se dirigent à travers le gaz vers l'anode, et des. ions qui se dirigent vers la cathode. Les, électrons libres et les ions, au cours de leur déplacement, entrent en colli sion avec les atomes du gaz.
Si la vitesse des électrons libres est faible, ces électrons dévient de leur trajectoire lors d'une colli sion en cédant une faible partie de leur énergie ciné tique aux atomes du gaz, ce qui produit un échauffe ment de ce dernier (collision élastique). Si la vitesse des électrons est élevée lors des collisions, les élec trons des atomes sont déplacés sur des orbites plus extérieures.
Quand les atomes reviennent à leur état normal, ils émettent l'énergie absorbée pendant la collision sous la forme de rayonnement lumineux (atomes excités). Si la vitesse des électrons libres est très élevée au moment des collisions, des électrons des atomes peuvent être arrachés de ces atomes et ces derniers se transformeront en ions positifs qui se mettent en mouvement en sens opposé à celui du mouvement des électrons (ionisation). Ces ions ren contreront à leur tour d'autres atomes., ions ou élec trons.
Si la vitesse de ces derniers est suffisante, il se produira à nouveau une excitation ou une ionisa tion selon la vitesse. Sinon, l'ion reformera un atome par combinaison avec un électron, et l'énergie déga gée à ce moment se libère sous forme de chaleur ou de lumière au voisinage de la paroi du tube.
Les diverses particules électrisées ainsi produites par les collisions perpétuelles dans le gaz finissent par atteindre les électrodes et chauffent ces derniè res. Par échauffement, la cathode produit une émis- sion d'électrons qui participent au transport des charges et produisent sur leur parcours de nouveaux ions. qui libèrent ainsi de nouveaux électrons. Si des précautions ne sont pas prises, l'intensité du courant peut atteindre une valeur telle que la lampe est détruite. Il est donc nécessaire de limiter l'intensité du courant.
En courant alternatif, cette intensité peut être limitée en montant en série avec la lampe une self, un condensateur ou la combinaison des deux, ceci toutefois à condition que le secteur donne une ten sion d'au moins 220 volts. Si la tension est inférieure, on peut recourir à un transformateur élévateur de tension.
En conséquence de ce qui précède, il était néces- saire jusqu'ici d'utiliser des accessoires indispensa bles au fonctionnement de la lampe, soit a) un relais d'amorçage pour provoquer la décharge nécessaire à l'ionisation du gaz et rendre ce der nier conducteur ; b) un condensateur pour la correction du facteur de puissance et pour absorber l'étincelle de rup ture et éviter des perturbations électroniques ;
c) une bobine de self de stabilisation. pour réduire le courant et éviter l'éclatement de la lampe ; d) éventuellement un transformateur élévateur de tension. Il est évident que les accessoires c) et d) peuvent être remplacés par un seul autotransformateur à fui tes magnétiques donnant, par exemple, 220 volts au secondaire.
Le système d'allumage classique ne donne pas un allumage instantané. Si l'on veut un allumage rapide, il faut utiliser un dispositif d'allumage par résonance qui comprend deux selfs et un condensateur montés en parallèle, ou un dispositif d'allumage par pré- ionisation qui nécessite deux résistances,
un conden sateur et une self. Cette dernière peut être remplacée par une lampe à incandescence montée en série. Enfin, en connaît des. lampes à fluorescence qui fonctionnent sans relais d'amorçage ni transforma teur élévateur, mais nécessitent un transformateur spécial fonctionnant selon le principe du découplage magnétique statique.
Il serait évidemment possible d'obtenir un allu mage correct des lampse à fluorescence en augmen tant la fréquence du courant alternatif d'alimenta- tion,
par exemple à 400 c/s au lieu de 50 ou 60 c/s couramment utilisés actuellement. Mais cette solution ne semble pas avoir été recherchée par les techni- ciens. Elle présenterait cependant l'avantage de dimi nuer le papillotement des lampes pour l'asil. Une telle solution exigerait évidemment un allumage rapide de la lampe qui, avec une fréquence de 400 e/s,
s'éteint 800 fois par seconde.
Nous avons cherché à éliminer les accessoires indiqués plus haut qui présentent de nombreux incon vénients :z poids, encombrement, coût, durée limitée, mauvaise résistance à la chaleur produite par leur fonctionnement, etc.
La solution a été trouvée par une construction nouvelle de la lampe, et notamment de son câble d'alimentation, qui permet de suppri mer les accessoires indésirables, ou plutôt de les rem placer par des organes équivalents ne présentant pas les inconvénients cités plus haut.
La lampe électrique portative à tube fluorescent faisant l'objet de la présente invention, comprenant une enveloppe tubulaire transparente dans laquelle est monté un support pour le tube, est caractérisée en ce qu'elle comprend un câble d'alimentation compre nant un premier conducteur isolé non connecté au tube et connecté à un premier pôle d'une source de courant alternatif,
un deuxième conducteur enroulé en hélice autour de l'isolant du premier conducteur et connecté à une borne du tube, et un troisième con- ducteur isolé connecté à l'autre borne du tube et destiné à être relié au second pôle de ladite source,
de manière que le câble présente une inductance pro duite par le passage du courant dans le deuxième conducteur et une capacité due au condensateur formé par le premier et le deuxième conducteur séparés par l'isolant.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la lampe selon l'invention. La fig. 1 en est une vue latérale. La fig. 2 en est une coupe axiale, à plus grande échelle.
La fig. 3 est une coupe selon 3-3 de. la fig. 2. La fig. 4 est le schéma de montage de cette forme d'exécution. La fig. 5 est une coupe partielle, à plus grande échelle, d'un câble que comprend cette forme d7exé- cution.
La lampe baladeuse représentée comprend une poignée 1, en caoutchouc, par exemple, se termi nant à une extrémité par une partie conique 2, et à l'autre extrémité par un anneau de renfort 3. Une enveloppe tubulaire transparente 4, par exemple en matière plastique telle que le Plexiglas (marque déposée), est montée à une extrémité dans la poignée 1 et fermée à son autre extrémité par un bouchon 5 se terminant par une boucle 6 destinée à recevoir un crochet permettant de suspendre la lampe.
A l'intérieur de l'enveloppe 4 est monté un sup port destiné à recevoir un tube fluorescent 7. Ce support comprend deux blocs extrêmes 8 et 9 cylin driques, joints par une traverse 10. Ces blocs sont en une matière souple, du caoutchouc par exemple, de manière à présenter une certaine élasticité pour permettre d'y introduire le tube 7. Le support et le tube sont montés d'un bloc dans l'enveloppe 4. Cha que partie cylindrique 8 et 9 est percée de deux trous dans lesquels sont montées des douilles métalli ques 11 à 14, respectivement.
Les deux douilles 11 et 12 (fig. 2 et 4) sont reliées entre elles par un con ducteur 15 noyé dans la traverse 10, un interrupteur 16 étant agencé pour couper normalement le circuit du conducteur 15. La douille 14 est connectée à un conducteur 17 noyé également dans la traverse 10 et la douille 13 est reliée à un conducteur 18.
Le tube fluorescent 7, de construction connue, comprend quatre broches 19 à 22, deux à chaque extrémité, destinées à s'emboîter dans les douilles 11 à 14 respectivement quand le tube 7 est monté sur le support 8, 9, 10.
Les conducteurs 17 et 18 sont réunis par un serre-fils 23 à un câble d'alimentation 24 (fig. 3, 4 et 5). Ce câble comprend un premier conducteur 25 destiné à être relié à un pôle d'une source de cou rant alternatif. Ce conducteur 25 est isolé par une gaine isolante 26. Un deuxième conducteur 27 est enroulé en hélice sur la couche 26 et présente une résistance considérablement plus élevée que le pre mier conducteur 25.
Le conducteur 27 peut être en nickel-chrome et avoir une résistance ohmique de 50, 200 ou même 500 ohms par mètre, selon la tension du réseau. Ce conducteur peut présenter une lon gueur égale à quatre fois la longueur du premier con ducteur 25. Le conducteur 27 est connecté à la lampe par le conducteur 18 (fig. 2 et 4), tandis que le conducteur 25 est interrompu à proximité du serre- fils 23 et n'est pas connecté à la lampe.
Les con ducteurs 25 et 27 sont connectés ensemble à l'extré mité du câble opposé à la lampe (fig. 4).
Un troisième conducteur 28 du câble, destiné à être relié au second pôle de la source de courant alternatif, est un conducteur analogue au conducteur 25. Une couche isolante 29 entoure les divers con ducteurs et est protégée par une enveloppe de caout- chouc 30 qui complète le câble.
L'extrémité de ce dernier opposée à la lampe se termine par une fiche ordinaire 31 (fig. 4) destinée à être introduite dans une prise de courant pour connecter respectivement les conducteurs 25 et 27 et le conducteur 28 aux deux pôles de sa source de courant alternatif.
Un quatrième conducteur non représenté pour rait être compris dans le câble pour constituer une mise à la terre destinée à protéger la lampe en cas de court-circuit dans cette dernière. Remarquons aussi que la fiche 31 ou le serre-fils 23 dans la poi gnée 1 reliant le câble aux bornes de la lampe peut comprendre deux fusibles de protection, un pour chaque pôle, destinés à protéger la lampe et à assu rer la sécurité de l'usager.
Quand la fiche 31 est montée dans la prise cor respondante, les bornes 21 et 22 du tube 7 créent un champ électrique dans le tube qui ionise le gaz, et la lampe s'allume immédiatement si la tension n'est pas inférieure à 220 volts. Si l'on désire interrompre l'allumage de la lampe, par exemple pour faire des signaux interrompus du type Morse, il suffit de pous ser le poussoir 16 contre l'action d'un ressort pour court-circuiter les bornes 19 et 20. Dès que l'on relâche la pression sur le poussoir 16, le conducteur 15 est à nouveau interrompu et la lampe se rallume.
Le poussoir 16 peut encore jouer un autre rôle. Si la tension d'alimentation est basse, de 110 volts par exemple, la lampe ne s'allume pas d'elle-même quand on branche la fiche 31 dans la prise corres- pondante. Si l'on pousse alors le poussoir 16 pour former le circuit du conducteur 15 pendant quelques secondes et qu'on le relâche ensuite, la lampe s'al lume immédiatement. Dans ce cas, en court-circui tant le courant dans le gaz, on ionise ce dernier de façon que l'échauffement dés bornes du tube crée en masse les électrons nécessaires pour amorcer la lampe.
Le poussoir joue ainsi le rôle d'un starter mécanique à main. Une fois la lampe allumée, le poussoir permet comme précédemment de faire des signaux par extinction et allumage successifs de la lampe.
On voit que le câble décrit permet d'éviter l'em ploi de tous les accessoires ordinairement nécessaires pour le fonctionnement d'une lampe à fluorescence. Un relais d'amorçage devient inutile, ainsi qu'on a pu le constater en pratique, surtout lorsque le sec teur fournit une tension de 220 volts ou plus.
Ce câble comprend, en fait, un condensateur constitué par le premier conducteur 25 et par le deuxième conducteur 27 enroulé autour du premier et séparé de ce dernier par la couche isolante 26.
Le câble présente aussi une inductance constituée par l'en roulement en hélice du deuxième conducteur 27, for mant une bobine de self qui atteint facilement plu sieurs mètres de longueur.
Le courant alternatif tra versant cette bobine crée autour de cette dernière un champ magnétiqne continuellement variable pro duisant une tension induite égale à la tension appli quée aux bornes du câble, mais de sens opposé. Le courant alternatif étant de forme sinusoïdale, la pente de la sinusoïde est<U>maxim</U>um au moment où le cou rant passe par zéro.
La tension de self-induction étant proportionnelle à la vitesse de variation du champ, la tension induite par la self est également maximum quand le courant passe par zéro, entraînant un dé phasage de 90o entre le courant et la tension induite, la tension étant en retard sur le courant. La tension appliquée aux bornes est opposée à la tension induite, ce qui représente un déphasage de 180 < 1, de sorte que le courant est en retard de 900 sur la tension. appli quée.
Toutefois, avec un conducteur 27 en nickel- chrome à résistance élevée, ce déphasage est com pris pratiquement entre 85 et 900, ce qui est suffi sant pour le but recherché.
Le câble décrit tend à augmenter la fréquence du courant dans la lampe. Les électrons passent dans le conducteur 27 en tournant autour du câble jus qu'à leur entrée dans la lampe, et l'allumage de celle- ci se fait ainsi d'une manière proche d'un allumage par résonance dont on a parlé plus haut. La pratique a montré que, malgré la résistance élevée du con ducteur 27, le câble ne chauffe pas, la chaleur pro duite se dissipant normalement dans l'atmosphère environnante tout le long du câble.
Remarquons encore que, en utilisant une enve loppe tubulaire 4 de couleur jaune, la lampe peut constituer un dispositif antibrouillard. Avec une enveloppe rouge, elle peut constituer un éclairage de sécurité pour un véhicule en panne, par exemple.
La lampe décrite est incassable, étanche et imperméable. Elle peut constituer une baladeuse uti lisable sur tous véhicules, comportant une batterie (autos, camions, canots à moteur, etc.), à l'aide d'un convertisseur branché sur la batterie et fournissant un courant alternatif. Notons aussi que le câble peut être utilisé pour connecter à une source de courant tout appareil électronique et permet d'éliminer des capacités, des résistances et des inductances ordinai rement nécessaires.
Dans une variante non représentée, le deuxième conducteur 27 n'est relié en aucun point au premier conducteur 25, ces deux conducteurs constituant un condensateur ordinaire permettant le passage du courant alternatif.