Lanipe électrique. L'objet ide l'invention est une lampe élec trique comportant -des moyens permettant de produire des Uéc'harges électriques thermioni- ques au travers d'une substance qu'elle con tient, substance qui se trouve<B>à</B> l'état de va peur<B>à</B> la température de marelle,de la lampe,
et dans laquelle ces décharges peuvent avoir lieu sous des voltages de Fordre de<B>100</B> volts et des courants U'au moins<B>100</B> milli-ampères sans provoquer la moindre altération des cou- ducteurs d'où elles émanent.
Nous rajppelons ici les faits suivants qui ont été établis par expérience: <B>10</B> Une décharge électrique émanant d'une cathode incandescente et se produisant dans la vapeur d'un métal alcalin<B>à</B> une pression, inférieure<B>à 0,05</B> mm -de mercure (de préïé- rence dans la, zone des tensions de vapeur qui. correspond<B>à</B> une température -du métal d'environ 200<B>à 300</B> degrés centigrades), n'a aucun effet de désagrégation sur la cathoicle;
cette dernière ne s'altère même pas lorsque la décharge se produit<B>à</B> des voltages de l'ordre (le grandeur ide <B>100</B> volts et<B>à</B> une intensité relativement forte, supérieure, par exemple, <B>à 100</B> milli-ampères.
20 Da-us cette dite zone de tensions -de vapeurs, l'intensité croît,depuis zéro constam ment avec le voltage. Plus extactement, elle augmente avec lui jusqu'à une certaine va leur, puis reste pratiquement constante pour une augmentation relativement considérable de cette valeur. Cet-te zone sera désignée dans la suite par ,zone de stabilité".
<B>30</B> Ladécliarge -a un rendement lumineux élevé, une grande proportion de l'énergie étant transformée, en rayons appartenant<B>à</B> la, partie visible du spectre.
40 Le dispositif peut fonctionner sans résistance auxiliaire, et par suite sans con sommation d'énergie indépendante de la lampe.
<B>50</B> La #dêcharge peut se produire en pa rallèle avec un filament incandescent, ce qui permet, comme on le verra plus loin, -de réa liser des lampes & ,construction simple<B>à</B> ren dement lumineux éleva. Le dessin annexé représente trois formes d'exécution de l'objet de l'invention données à litre d'exemples, et un graphique.
Dans fig. 2,<B>5</B> est une ampoule scellée, cri une matière pratiquement inattaquable aux substances qu'elle contient, par exemple, pour le cas d'une lampe<B>à</B> va-peur de sodium dont il va être question, en borsilicate connu sous <B>le</B> nom de ,verre Pyrex '. <B>6</B> est une cathode constituée par un filament d'un métal<B>à</B> très haut point de fusion, par exemple en tunol-- stène,
et reliée<B>à</B> deux -conducteurs<B>7</B> et<B>8</B> yés #dans l'ampoule par lesquels lui est no- -i,men# un courant électrique susceptible de la porter<B>à</B> l'incandescence.<B>9</B> est une anode, de, préférenûe, en tungstène également, mais pouvant être en un autre métal, a laquelle<B>le</B> courant estamené -par un conducteur<B>10.</B>
On a soin de faire le vide -dans l'ampoule, de préférence en la. -chauffant jusque près de <B>la,</B> température<B>à</B> laquelle elle commence<B>à</B> se ramollir, afin -d'en chasser la vapeur d'eau aussi -complètement quo possible; puis, s'il s'agit, par exemple d'une lampe au sodium, on introduit une petite quantité de -ce métal clans l'ampoule qui est enfin scellée.<B>Il</B> est cependant préférable de procéd6er d'abord<B>à</B> iin ou plusieurs -chauffa -es consécutifs, en présence d'une petite quantité de sodium, chauffages pendant lesquels on fait le vide afin de chasser les vapeurs de sodium qui se produisent, puis d'introduire dans l'ampoule <B>la</B> quantité voulue de sodium très pur, obtenu par exemple, par double distillation,
et enfin clé sceller, Pour que la. lampe fonctionne norinale. ment, l'ampoule doit être portée<B>à</B> une tem pérature suffisante pour volatiliser une partie du sodium et maintenir la tension des, va peurs produites assez élevée pour que ces va peurs puissent être ionisées, et rcela ilans la zone de stabilité dont on<B>a</B> parlé plus haut. Pour les vapeurs de sodium, cette température doit être réalisée en proportionnant convena blement la surface & l'ampoule<B>à</B> Vénergie ab sorbée ou en ayant recours au besoin<B>' à</B> un ahauffage ou<B>à</B> un refroidissement artificiels.
Dans ces conditions l'ampoule produit une lumière brillante, ;de la, teinte jaunâtre ca ractéristique du spectre, du sodium et remar quablement bien répartie dans toute l'am poule; cette uniformité peut être attribuée<B>à</B> un effet de résonance optique se produisant -dans la vapeur de sodium. Le rendement lu mineux est très élevé; il peut atteindre dix bougies par watt.
La puissance relativement considérable de la lampe est dtie <B>à</B> la présence des vapeurs ionisées, dont l'effet est -d'éliminer très coin- plète-ment le champ négatif, champ qui fond <B>à</B> réduire l'intensité du courant absorbé. Par exemple, une lampe qui absorberait environ <B>3</B> milli-ampères sous<B>125</B> volts en l'absence de ionisation positive, en absorbe environ<B>500,</B> sous le même voltage, en présence de vapeur de sodium<B>à</B> la pression voulue.
En pratique, la température convenable <B>de</B> la; cathode peut correspondre -à une absorp tion d'un watt par bougie. Si on augmente tette température, la quantité<B>-de</B> lumière émise par la. décharge ainsi que le rendement lumineux diminuent: au idelà d'une certaine limite, la zone clé stabilité est plus petite.
La., fig. 4 représente la relation qui existe entre le voltage, porté en abcisses, et l'inten sité portée en ordonnées, clans la. lampe qui vient d'être décrite, marchant a température pratiquement constante. Comme on le voit l'intensité croit rapidement,<B>à</B> partir de zéro avec, le voltage,<B>puis</B> se maintient sensible ment constante dans une zone relativement étendue, enfin augmente de nouveau rapide- t, ment, comme le représente la ligne pointillée.
Par conséquent, du voltage zéro au voltage a, la, décharge est stable, même sans résistance en série, puisque l'intensité lie peut augmenter que -par l'effet d'une forte élévation (lu vol tage; lorsque ce dernier 4passe la valeur<B>fi,</B> la -décharge devient instable.<B>et</B> il se forme un arc dont le voltage diminue au fur et<B>à</B> me sure que le courant augmente.
Si l'on augmente la température -de la lampe et par suite la tension des vapeurs de sodium, le voltage critique diminue, c'est-à- dire que la zone de stabilité est moins étendue. Si l'on -augmente la, tension des vapeurs de sodium, par exemple jusqu'à celle qui correspond à une température supérieure<B>à</B> 400' C, la caractéristique volts-ampères -de la lampe devient négative aux voltages in- dust-riels ordinaires, c'est-à-dire semblable<B>à</B> celle<B>de</B> dispositifs<B>à</B> cathodes incandescentes marchant dans des vapeurs ou des gaz quel conques<B>:
à</B> une pression relativement considà- ra.ble.
Le dispositif représenté par fig. 2 peut être utilisé comme redresseur de courant al ternatif ou comme lampe.
Dans fig. <B>1,</B> 14 est un filament en tung- siène -ou en autre métal<B>à</B> -point de fusion élevé; ce filament est supporté par une ti.ge <B>15</B> porta-nt deux -disques<B>16</B> et<B>17</B> munis de crochets<B>18</B> entre lesquels il est tendu;
la fige et les fourches sont de préférence en une matière a, point de fusion élevé, <B>,</B> par exemple en tungstène ou en nichrôme, lesdisques peu vent étre en verre réfractaire ou en porcelaine.
Lei -courant est amené au filament par (les connexions<B>19</B> et 20 relativement fortes, en tungstène, molybdène, ou autre métal<B>à</B> haut point de fusion, traversant la, partie scellée de l'ampoule. Le vide est fait et<B>le</B> sodium introduit dans cette dernière comme on l'a infliqué <B>à</B> propos -de fig. 2.
Lorsque cette lampe est alimentée par du coura-ut continu ou alternat-if, une décharge travers la vapeur -de sodium, dans les espaces situés<B>-</B> entre deux seations con- sé-cntives du filament, par suite de la ,différence de voltage existant entre ces sections, et tout l'ampoule s'illumine d'une lumière jaune brillante. La quantité de lumière ainsi produite est remarquable ment grande et peut atteindre, suivant les dimensions de l'ampoule, plusieurs fois celle qu'émettrait le filament seul.
Ces résultats, qui sont d'un ordre tout différent (le ceux observés jusqu'ici clans les lampes contenant un gaz<B>à</B> basse pression, doivent être attribués en pa.rtie <B>à</B> la pureté des vapeurs de sodium, vapeurs qui -contribuent, d'autre part,<B>à.</B> chas ser de l'ampoule toute trace de gaz étranger.
Dans une lampe<B>à</B> courant alternatif les connexions,<B>à</B> la place où elles sortent ide la partie scellée, ont périodiquement le potentiel positif le plus élevé, et jouent par suite le rôle d'anodes visâ vis -de tout le reste du filament. Cette place tend par suite<B>à</B> se surchauffer. Dans une lampe<B>à</B> courant continu, cette re marque ne s'applique qu'au conducteur po sitif.
<U>Dans</U> les fig. <B>1</B> et<B>3,</B> lesdites connexions sont constituées par un fil de -diamètre suf fisamment gros, pour qu'il ne, puisse pas s'é chauffer -d'une façon dangereuse.
La lampe représentée -par fig. <B>3</B> est<B>à</B> double ampoule, l'espace contenu entre l'am poule intérieure et l'ampoule extérieure étant de préférence vide d'air. Cette construction permet<B>-de</B> récluire les pertes de chaleur; elles nécessite l'emploi -dun culot isolé lui-même contre les déperditions de chaleur qui pour raient se produire par la partie fixée dans le culot.