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TUBE ADECHARGES ELECTRIQUES.-
La présente invention est relative à un tube à décharges électri- ques à cathode à incandescence, convenant pour la réception ou l'amplification d'oscillations électriques et adapté à l'emploi de courant alternatif pour le chauffage de la cathode à incandescence' En vue des désavantages inhérents à l'emploi de piles ou d'accumulateurs dans les appareils récepteurs de T.S.F.
et dans les appareils analogues, il est recanmandé d'utiliser du courant al- ternatif pour l'alimentation des cathodes à incandescence des tubes à décharge utilises* Dans ce cas, on supprime les frais continus du renouvellement ou du chargement des batteries et, de plus, on ne dépend plus de leur état, qui
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peut varier beaucoup pendant le fonctionnement* L'emploi de courant alternatif' dans le but mentionné ci-dessus, présente néanmoins un grand inconvénient , savoir il donne lieu à des variations gênantes du courant anodique d'un tube à décharges du type habituellement utilisé dans le cas de courant continu.
L'emploi de courant alternatif est particulièrement gênant s'il sert à alimenter la cathode à incandescence d'un tube à décharges connecte comme détecteur et travaillant dans une partie courbée de sa caractéristique courant anodique=tension de grille- Pour obvier à cet inconvénient, on a pro- posé de construire des tubes dont les catnodes à incandescence sont chauffées indirectement par le courant alternatif, ces cathodes ayant a cet effet une construction spéciale qui, naturellement est plus ou moins compliquée*
Un tube à décharges suivant l'invention comporte toutefois une cathode à incandescence chauffée de façon directe et partout on n'éprouve pas, en tout cas considérablement moins,
les inconvénients due à l'emploi de courant alternatif dans les tubes à cathode chauffée de façon directe, qu'on a utilisés jusqu'ici* La cathode d'un tube à décharges suivant l'invention peut être por- tée à l'émission au moyen de courant alternatif sans qu'on utilise un redres- seur et un dispositif filtreur.
Des recherches ont démontré que l'intensité des variations du courant anodique produites par le courant alternatif qui alimente la cathode à incandescence, est proportionnaelle au carré de la chute de tension dans le fi- lament* Il est important, par conséquent, que la tension cathodique soit aussi faible que possible, une valeur convenable étant, par exemple de 0,8 Volte.
Cependant, l'emploi d'une telle tension cathodique peu élevée n'est pas un moyen efficace pour adapter un tube à l'alimentation en courant alternatif et, en outre, la fabrication de cathodes à incandescence qui, à une telle tension peu élevée, donnent encore une émission suffisante, entraîne des difficultés.
Avec le tube conforme à l'invention, on a cherché à arriver à une autre solution* On a trouvé qu'il y a deux facteurs importants pour la produc- tion des variations du courent anodique qui, quand un ou plusieurs des tubes à décharges utilisés sont alimentés par du courant périodiquement variable donnent lieu à la production du bruit parasite connu sous le nom de ronflement dais le téléphone par exemple d'un appareilrécepteur de T.S.F., cest deux facteurs
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étant désignas dans ce qui suit par les termes "effet de tension" et "effet magnétique".
Ce qu'on entend par l'effet de tension peut ressortir de ce'qui suit* Si la cathode à Incandescence d'un tube à décharges est alimentée par du courant alternatif et si on applique à l'anode une tension positive et constante par rapport à un point de la partie médiane de la cathode à incandes- cence, le champ électrique sous l'effet duquel les électrodes reçoivent une accélération, varie périodiquement* Il est évident, que par suite,
le courant anodique du tube subit également une variation périodique dont ma fréquence est deux fois celle du courant alternatif utilisa*
L'effet magnétique est produit par le champ magnétique engendré par le courant de chauffage* Ce champ magnétique exerce sur les électrons émis par la cathode à incandescence une force qui les .fait dévier de la trajectoire rectiligne que, sans cela, ils suivraient* Le caractère variable de ce champ magnétique (ce caractère variable étant dû à l'emploi du courant alternatif pour le chauffage du filament) provoque une variation périodique de cette déviation et, par conséquente aussi du courant de décharge du tube de façon que, par suite de ce chanp magnétique,
le courant anodique atteint une valeur maximum aux mo- ments où. la valeur du courant de chauffage est zéro tandis qu'il @ne valeur mi- nimum aux moments où le courant de chauffage atteint une valeur maximum dans les deux sens-
Avec le tube à décharges électriques à cathode à incandescence suivant l'invention, le circuit de chauffage est agencé de telle façon qu'à tout instant l'effet de tension et l'effet magnétique pratiquement se neutra- lisent, au moins se contrarient dans une forte mesure,,
Par le terme "circuit de chauffage" il faut entendre ici 1'ensemble de conducteurs qui comprend la ca- thode à incandescence et les conducteurs connectés en série ou en parallèle avec elle*
Il ressort de ce qui précède que si l'anode a une tension positive et constante par rapport au milieu au filament le courant anodique aur@air, par suite de l'effet de tension, une valeur maximum au moment même où l'effet ma- gnétique occasionnerait une valeur minimum* Si, par conséquence les deux fac- teurs se font valoir dans la mème mesure, ils se neutralisant à tout instant.
Ceci peut être effectué par un agencement convenable du circuit de chauffage.
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par exemple par une impédance convenable de la cathod,e à incandescence pour une tension cathodique donnée* Dans un mode de réalisation particulier d'un tube à décharges suivant l'invention,est disposée, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur du tube, un? adénoïde qui est coonectée en série ou en parallèle avec le filament et dont le champ magnétique agit sur le courant d'électrons s'écoulant de la cathode à incandescence à l'anode*
On va donner une explication plus détaillée de l'invention avec référence au dessin annexé dans lequel
La Fige 1 montre un graphique des variations du courant anodique en fonction du temps,
ces variations étant duos exclusivement au champ magné- tique variable engendré par le courant alternatif passant par la cathode à in- candescence.
La Fig.2 représente un graphique des variations du courant anodique' en fonction du temps, ces variations étant dues aux variations de la tension existant aux extrémités du filament.
La Fig.3 représente schématiquement un mode de réalisation d'un tube à décharges suivant l'invention.
Sur la Fig.l, le courant de chauffage et les variations du courant anodique sont désignés, respectivement', par If et Ip, ces variations étant produites par l'effet magnétique et ayant une fréquence double -de celle d'If.
Sur la Fig.2, Ef indique la tension cathodique et Ip les variations du courant anodique produites par l'effet de tension, ces variations ayant également une fréquence double de celle d'Ef.Or, si If et Ef sont en phase, les variations périodiques du courant anodique (ces variations étant désignée* sur les deux figures per Ipsont en phase opposée et par conséquent, pour un agencement déterminé de la cathode à incandescence, elles peuvent se compenser ou tout au moins se contrarier fortement* Un tube 10 à ride ou rempli de gaz sous pression peu élevée, comporte une anode 11, une électrode auxiliaire 12 et une cathode à incandescence 13, qui peut titre constituée par un fil rectiligne- Cette cathode est, de préférence,
agencée de telle façon que l'application d'une tension peu élevée à ses extrémi- tés soit suffisante pour produire l'émission électronique voulue. Le courant de chauffage de cette cathode est fourni par un transformateur 14 dont 1'enroulement primaire peut être relié à un secteur à courant alternatif.
Ce transformateur
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sert à réduire la tension du secteur à la valeur pour laquelle la cathode à in- candescence est construite. La cathode à incandescence 13 est reliée au secon- daire du transformateur avec interposition d'un± solénoide 15 qui, avec le tube représenté sur la Fig.3 se trouve à l'intérieur de l'enveloppe 10, bien qu'elle puisse aussi être disposée à l'extérieur de celle-ci* Cette bobine a pour but d'agir sur l'effet magnétique du courant de chauffage* Il est évident que, com- me la bobine 15 et la cathode à incandescence 13 sont connectée en série, le courant passant par la bobine, dépend de celui qui traverse le filament et que, par conséquent,
l'effet des variations du c@amp magnétique de la bobine 15 est en phase avec celui du champ magnétique engendré par le courant traversant le filament-
Le dimensionnement et la disposition exacts de la bobine 15 permet- tent de donner au champ magnétique résultant une intensité telle que son influ- ence sur le courant électronique dans le tube neutralise pratiquement celui des variations de la tension cathodique et que, par conséquent, les variations du courant anodique soient réduites au minimum* On peut régler l'intensité du champ magnétique agissant sur le courant anodique, en variant la distance entre la bobine 15 et les électrodes du tube ou encore en variant le nombre de spires.
On a trouvé qu'on peut obtenir unevaleur convenable du champ ma- gnétique existant dans l'espace compris entre l'anode et la cathode à incandes- cence, par un dimentionnement exact du filament sans avoir recours à des resou- rces spéciales, telles que des bobines etc.., une température et une émission électronique suffisantes étant, néanmoins, assurées* Ceci peut être obtenu par un choix convenable de la valeur de la résistance du filament de sorte qu'avec un fil ayant des propriétés physiques données, il se produit un champ magnétique déterminé si l'on entretient une différence de potentiel déterminée entre les extrémités du fil.
Comme l'effet de tension et l'effet magnétique sont déter- minés respectivement, par les variations de la chute de tension dans la catho- de à incandescence et par l'intensité du courant de chauffage, il est évident qu'on n'a qu'à varier la résistance de la cathode à incandescence (en maintenant constantes les autres grandeurs) pour obtenir le minimum voulu des variations du courant anodique.
Un tube comportant une cathode à incandescence établie suivant ce principe'rentre également dans le cadre de l'invention bien qu'il ne
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soit par représente sur le dessin*
Le dimensionnement exact de la cathode à Incandescence d'un tube de ce genre peut être déterminé de la manière suivante : Supposons que l'anode et la ou les électrodes auxiliaires aient une forme donnée. A la cathode à in- candescence est appliquée une certaine tension variable par exemple de 1 volt efficace.
Au tube est relié alors un instrument quelconque qui, lorsque la. cathode à incandescence est chauffée par du courant alternatif, permet d'olser- ver les variations du courant anodique ayant une fréquence double de cella du courant alternatif.
La grille (l'électrode auxiliaire) et l'anode sont reliées, avec interposition des appareils destinés à fournir les tensions requises, au point- milieu d'un potentiomètre ahunté avec le filament, de talle façon que le tube fonctionne dans des conditions conne désignées par des points de la partie rec- tiligne de la caractéristique courant anodique-tension de grille* Dans ce cas, l'effet de tension a une valeur minimum* On augmente alors graduellement la tension négative préalable appliquée à la grille jusqu'à ce qu'on observe un minimum dans les variations du courant anodique à double fréquence* Si ce minimum se produit avant qu'on ait obtenu la tension de grille prescrite, l'ef- fet de tension prédomine dans des conditions de service normales* Dans ce cas, le filament doit âtre remplacé par un autra, qui, tout en ayant les mêmes di- mensions,
a moins de résistance ou ;par, un fil de la même matière dont une par- tie xx moins langue participe à l'émission électronique ou encore par tout au- tre filament avec lequel l'effet de tension est inférieure à l'effet magnétique.
Il est avantageux de constituer une telle cathode à incandescence par une ca- thode à oxydes Pour impédance convenable on a trouvé dans un cas particulier 1,5 Ohgs, une tension cathodique inférieure à 1,5 Volts pouvant être utilisée dans ce cas. Un fil en forme de V ayant une section rectangulaire et une lon- gueur de 5 cM environ donne de bons résultats. Toutefois, d'autres construc- tions peuvent aussi être utilisées avec succès pour obtenir un rapport exact entre les champs électrique et magnétique existant dans le tube.