BE381082A - - Google Patents

Description

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  Condensateur dont les armatures et le diélectrique constituent au moins une cellule redresseuse. 



   Les condensateurs dont les armatures et les   diéleC-   triques constituent au moins une cellule redresseuse sont déjà universellement connus. Les condensateurs des types les plus courants contiennent deux cellules redresseuses montées en op- position. Si un tel assemblage de redresseurs est intercalé dans un circuit de courant alternatif, l'un des redresseurs permet au courant de passer pendant la durée d'une des demi- périodes du courant alternatif, en faisant office de l'une des électrodes du condensateur, tandis que l'autre redresseur qui ne permet pas au courant de passer dans ce sens constitue la seconde électrode et le diélectrique du condensateur. Pen- dant le temps de l'autre demi-période du courant alternatif, ce fonctionnement est inverse. 

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   La présente invention a pour objet un condensateur du type indiqué ci-dessus. La cellule redresseuse d'un conden- sateur conforme à l'invention contient une électrode faite, en partie du moins, en tôle d'un des métaux du premier sous-groupe du quatrième groupe principal du système périodique des éléments, par exemple de zirconium, de hafnium, de thorium, de titane. Le diélectrique de cette cellule est formé par une mince pelli- cule d'un composé chimique stable obtenu par transformation superficielle de la matière constitutive de l'électrode. La transformation s'effectue, de préférence, par des procédés chimiques ou électrolytiques, mais elle peut s'effectuer natu- rellement de toute autre manière convenable.

   Pour constituer le diélectrique on ne doit évidemment avoir recours qu'aux composés non-conducteurs de l'électricité et, suivant l'inven- tion, on choisit parmi ceux-ci les composés les plus stables qui ne peuvent être transformés en autres composés que 'par des réactifs chimiques énergiques. 



   On a déjà proposé de réaliser ces cellules redresseu- ses de manière qu'elles contiennent une électrode en un métal déterminé, par exemple en   aluminium-   ou en cuivre, et un diélec- trique formé d'un composé   de.,ces   métaux,, par exemple un oxyde, qui soit obtenu de la manière indiquée ci-dessus. On a, cepen- dant, constaté que ces composés sont moins stables au point de vue chimique que les composés analogues des métaux du premier sous-groupe du quatrième groupe principal. Les proprié- tés' diélectriques de ces composés sont sujettes à être modi- fiées par une action chimique, telle que l'usure par le temps, de sorte qu'il est impossible de maintenir constant pendant un temps déterminé l'effet redresseur d'une telle cellule. 



   Les composés dont on se sert pour constituer le diélectrique d'une cellule redresseuse conforme à l'invention sont, au con- 

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 traire, assez stables pour que leurs propriétés diélectriques ne soient pas modifiées. Les métaux cités ci-dessus étant uti- lisés sous forme de plaques de tôle laminées par étendage, les composés peuvent adhérer très fermement à la surface   où   ils sont formés et la pellicule obtenue est, bien que très mince, extrêmement résistante et cohérente. 



   Comme composés convenant bien dans le but poursuivi par l'invention, on peut citer, par exemple, les phosphates.. 



  On a trouvé, cependant, que les oxydes des métaux considérés présentent les propriétés les plus stables au point de vue chimique et mécanique, de sorte qu'ils conviennent parfaitement pour jouer le rôle du diélectrique d'une cellule redresseuse faisant partie d'un condensateur conforme à l'invention. Un procédé électrolytique préféré d'appliquer la pellicule d'oxyde sur les électrodes consiste à utiliser du Na2S pour constituer l'électrolyte. Une telle pellicule adhère très fermement à l'électrode et en recouvre toute la surface d'une   pellicule   sans pores, ce qui est naturellement important pour le fonc- tionnement du condensateur. Les autres propriétés d'une cellu- le redresseuse réalisée de la manière indiquée sont telles qu'on peut très bien utiliser cette cellule comme partie consti- tutive d'un condensateur.

   On obtient de bons résultats en fai- sant l'une des électrodes de la cellule en zirconium et en choisissant l'oxyde de zirconium comme matière constitutive du diélectrique. 



   On a trouvé que l'effet redresseur des cellules ici décrites est dû en partie au moins à la différence de pouvoir émissif d'électrons des deux électrodes. La cellule ne permet le passage des électrons que de l'électrode à pouvoir émissif   supérieur¯vers   l'électrode à pouvoir émissif inférieur. Si 

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 l'on'choisit pour un condensateur conforme à l'invention, com- me matière constitutive de l'une des électrodes de la cellule redresseuse, qui, comme on le sait, a un grand pouvoir émissif d'électrons, on choisira, dans le but d'obtenir un bon effet redresseur, comme matière constitutive de l'autre électrode, de préférence, une matière moins capable d'émettre des élec- trons que le zirconium. Le bioxyde de manganèse (MnO2) convient parfaitement en combinaison avec le zirconium.

   On peut très bien aussi utiliser d'autres matières, telles qu'une combinai- son d'iodure de cuivre   +   de l'iode ou le sulfure de cuivre, au lieu de MnO2. On a constaté qu'au cours du fonctionnement du condensateur la pellicule de diélectrique peut être endommagée. 



  Suivant l'invention, on peut réparer ce dommage en mélangeant mécaniquement à la matière à pouvoir émissif inférieur une substance dégageant facilement de l'oxygène, telle que par exemple le KClO3, le KMnO4, le BaO2 et autres substances ana- logues. A chaud, le KClO3 produit de l'oxygène, de sorte que le diélectrique, par exemple le ZrO2, qui est partiellement détérioré, par exemple par suite du passage d'un courant trop fort, peut être remplacé par le ZrO2 qui se produit par suite de l'oxydation de l'électrode par l'oxygène dégagé. 



   Au lieu d'utiliser une matière solide pour constituer l'électrode à faible pouvoir émissif, on peut aussi employer un électrolyte, par exemple une solution de KOH, de sorte qu'on obtient un condensateur dit électrolytique. Outre cette solution, de l'acide phosphorique ou une solution de borate d'ammonium remplit parfaitement les conditions requises. 



   Les condensateurs dont la matière peu capable d'é- mettre des électrons est une substance solide ont pour incon- vénient que le contact avec le diélectrique du redresseur est moins satisfaisant que dans le cas d'un liquide. Si, cependant, 

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 on veut éviter l'emploi d'un liquide, on peut supprimer cet inconvénient en mélangeant à la substance solide, par exemple le MnO2, une substance hygroscopique, par exemple le P2O5 Par suite de l'absorption d'eau, il se produit une matière molle peu liquide qui assure un bon contact sur toute la sur- face du diélectrique.

   De préférence, on imbibe du mélange pâteux de MnO2 et de P2O5 un morceau de tissu qu'on utilise pour constituer l'électrode, pour obtenir une bonne liaison électrique entre l'électrode et la borne correspondante de condensateur, on peut appliquer contre le tissu une plaque de matière bonne conductrice de l'électricité, par exemple de cuivre, qu'on relie à la borne. 



   Un condensateur conforme à l'invention ne renfermant qu'une seule cellule redresseuse et ne pouvant, par suite, être mis en charge que par un courant continu pur ou par un courant continu pulsatoire, peut donc être formé par une pla- que de zirconium recouverte à la manière indiquée ci-dessus d'oxyde de zirconium contre laquelle porte une plaque de bi- oxyde de manganèse. Suivant l'invention, un condensateur élec- trolytique de ce genre peut donc consister en un récipient renfermant,par exemple, une solution de KOH et en une plaque de zirconium recouverte, par le procédé de l'invention, d'une pellicule d'oxyde de zirconium et immergée dans la solution. 



  Pour obtenir une bonne liaison conductrice entre la solution de KOH et l'une des bornes du condensateur, on peut disposer dans la solution une tige de platine ou de zirconium reliée aux bornes par une liaison conductrice. 



   Les condensateurs ne comportant qu'une seule cellule redresseuse ont pour inconvénient qu'il faut toujours prendre garde qu'ils ne soient pas reliés erronément quant à la pola- rité, ce qui peut conduire à un fonctionnement indésirable et   @   

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 à leur détérioration. On doit donc toujours munir les bornes de répères de polarité. Cet inconvénient n'est pas inhérent aux condensateurs qui renferment deux cellules redresseuses montées en opposition. La façon dont ceux-ci sont reliés n'a aucune importance, car toujours un des redresseurs, n'importe lequel, fonctionne comme condensateur, quelle que soit la polarité de la tension appliquée.

   Un condensateur de ce genre peut donc être mis en charge aussi bien par un courant alternatif que par un courant   continu pulsatoireou   un courant continu pur. 



   La matière peu capable d'émettre des électrons uti- lisée dans un condensateur de ce genre conforme à l'invention peut faire office d'électrode commune aux deux cellules redres- seuses, de même que dans le cas du condensateur suivant l'in- vention dans lequel on utilise l'électrolyte comme matière peu capable d'émettre des électrons. 



   La description faite ci-après avec référence au des- sin annexé,donné à titre d'exemple, fera bien comprendre com- ment l'invention peut être réalisée. 



   Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques d'un condensateur conforme à l'invention-ne renfermant qu'une seule cellule redresseuse. 



   Les figures 3 et 4 sont des vues schématiques d'un condensateur conforme à l'invention renfermant deux cellules redresseuses montées en opposition. 



   Le condensateur montré sur la figure 1 renferme une seule cellule redresseuse et ne peut donc être mis en charge que par un courant continu pulsatoire ou par un courant continu pur. Dans ce but, le condensateur doit être muni de   pôles.   



  L'électrode positive consiste en une plaque de tôle de zir- conium 1 recouverte par des procédés chimiques où électrolyti-   @   

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 ques d'une pellicule d'oxyde de zirconium 2 faisant office de diélectrique. L'autre électrode du redresseur, et donc égale- ment du condensateur, consiste en une plaque de bioxyde de manga- nèse 3 portant contre l'oxyde de zirconium. Contre la plaque de bioxyde de manganèse porte à son tour une plaque 4 de matière bonne conductrice de l'électricité, par exemple de cuivre, à laquelle est reliée la borne négative du condensateur. 



   Dans le cas du condensateur électrolytique montré sur la figure 2, qui consiste de semé en une cellule redres- seuse, l'électrode positive est formée par une plaque de tôle de zirconium 5 et le diélectrique par une pellicule d'oxyde de zirconium 6 appliquée sur cette plaque, tandis que l'électrode négative est constituée par l'électrolyte même, par exemple une solution 7 de KOH. Cette électrode est reliée électriquement à la borne négative du condensateur par une tige de platine ou de zirconium 8. 



   Le condensateur montré sur la figure 3   est,formé   par deux cellules redresseuses 9 et 10 montées en opposition dont chacune contient une électrode en zirconium recouverte d'une pellicule d'oxyde de zirconium, une plaque-de bioxyde de man- ganèse 11 faisant office d'électrode commune. Dans le conden- sateur électrolytique montré sur la figure 4, qui comporte également deux cellules redresseuses montées en opposition, la plaque d'oxyde de manganèse de la figure 3 est remplacée par l'électrolyte 12, par exemple une solution de KOH, qui fait office d'électrode commune. 



   Diverses modifications sont possibles sans s'écarter du principe de l'invention. Les plaques de tôle de métaux du premier sous-groupe du quatrième groupe principal dont on se sert peuvent être facilement rendues minces par étendage et être utilisées dans le condensateur sous une forme enroulée 

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 ou repliée, de sorte qu'on obtient une grande surface à l'aide d'une faible quantité de matière. Les métaux étant utilisés à l'état ductile, leur résistance est suffisante même dans le cas de minces plaques de forme très différentes. En outre, on peut produire une surface nettement unie, ce qui est important pour les propriétés de la pellicule d'oxyde formée sur le métal. 



   Outre les métaux à l'état pur, on peut aussi utiliser des alliages. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. - :- R e s u m é -:- ----------- Cette invention concerne un condensateur dont les armatures et le diélectrique constituent au moins une cellule redresseuse, dans lequel la cellule redresseuse comporte une électrode faite, en partie au moins, en tôle d'un des métaux du premier sous-groupe du quatrième groupe principal du système périodique des éléments et le diélectrique est formé par une pellicule d'un composé chimique stable obtenu par transforma- tion superficielle de la matière constitutive de l'électrode, ce condensateur pouvant présenter en outre les particularités suivantes, séparément ou en combinaison:

   a. ) l'autre électrode de la cellule redresseuse est faite en une matière moins capable d'émettre des électrons que l'électrode faite en tôle d'un des mkaux du premier sous-groupe du quatrième groupe principal du système périodique des éléments. b. ) l'électrode à pouvoir émissif d'électrons infé- rieur est en MnO2. c.) l'électrode à pouvoir émissif d'électrons infé- rieur renferme une matière dégageant facilement de l'oxygène, par exemple du KClO3, du BaO2, du KMnO4 etc. <Desc/Clms Page number 9> d. ) l'électrode à pouvoir émissif d'électrons infé- rieur renferme une substance hygroscopique, par exemple du P2O5. e.

   ) l'électrode à pouvoir émissif d'électrons infé- rieur est formée par un morceau de tissu imbibé d'un mélange pâteux de la matière à pouvoir émissif d'électrons inférieur, par exemple le MnO2, et de la substance hygroscopique, par exemple le P2O5. f.) l'électrode à pouvoir émissif d'électrons infé- rieur consiste en un électrolyte, par exemple une solution de KOH, dans lequel est immergé un morceau de matière bonne conductrice de l'électricité. g.) le condensateur comporte deux cellules redres- seuses montées en opposition et la matière à pouvoir émissif d'électrons inférieur constitue une électrode commune aux deux cellules. h. ) Le condensateur renferme deux cellules redres- seuses montées en opposition et un électrolyte, constituant une électrode commune aux deux cellules.

   i.) le diélectrique de la cellule redresseuse est fait en un des oxydes des métaux du premier sous-groupe du quatrième groupe principal du système périodique des éléments. k. ) l'une des électrodes est en zirconium.