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BREVET D'INVENTION "TUBE ELECTRIQUE A MERCURE A BASSE PRESSION AVEC REMPLISSAGE FONDAMENTAL DE GAZ RARE ET AVEC ELECTRODES A OXYDE,
INCANDESCENTES EN FONCTIONNEMENT''
En général, les tubes électriques à mercure à basse pression sont pourvus d'un remplissage fondamental de gaz rare (néon, argon ou mélange des deux) sous une pression de plus de 2 mm de colonne de mercure. Pour des intensités allant jusqu'à 100 mA les tubes de ce genre sont alors pourvus d'électrodes creuses, froides, de métal en feuille, et pour des intensités plus élevées, par contre, ils sont pourvus d'électrodes en oxyde qui sont incandescentes en fonctionnement et qui sont chauffées soit par la décharge elle-même, soit par des tranformateurs séparés.
Le diamètre extérieur des tubes est généralement compris entre 10 et 60 m/m pour toute longueur appropriée, mais il existe déjà des tubes ayant un diamètre plus grand ou plus petit. Tous ces tubes exigent
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exigent pour leur fonctionnement une résistance série qui limite le courant de tube et doit absorber la différence entre la tension de réamorçage et la tension de régime normal. Sans cette résistance série, le courant du tube s'accroîtrait d'une façon illimitée puisque, lorsque l'intensité augmente, la tension du tube diminue, de sorte que, pour obtenir un courant plus intense une tension plus élevée n'est pas toujours nécessaire comme dans les conducteurs métalliques, par exemple.
Si l'on trace la courbe de l'intensité en fonction de la tension, les tubes de ce genre possèdent, comme on le sait, une caractéristique descendante, alors que les conducteurs métalliques possèdent une caractéristique montante.
L'invention est basée sur ce fait que lorsqu'on utilise le néon comme gaz de remplissage, en observant une certaine limite pour le pression de remplissage et en choisissant pour le tube un diamètre relativement grand, excédant toujours un certain minimum, les caractéristiques des tubes à mercure à basse pression munis d'électrodes à oxyde sont modifiées de telle sorte qu'elles sont montantes sous des intensités de courant de 100 à 300 mA.
Suivant l'invention, un tube électrique à mercure à basse pression pourvu d'électrodes à oxyde, ayant un diamètre intérieur d'au moins 30 m/m et auquel est appliquée une charge de courant de 100 à 300 mA, est munie d'une charge de néon qui est soumise à une pression inférieure à 2 m/m de colonne de mercure. La caractéristique d'un tube de ce genre est montante, et sa pente est d'autant plus raide que le tube est plus long. On peut, par conséquent, faire travailler des
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des tubes de ce genre après que le premier amorçage a été réalisé d'une manière quelconque, par exemple à l'aide d'une impulsion à haute tension, ou à l'aide d'un champ à haute fréquence, de la même façon qu'une lampe à incandescence électrique ordinaire, sans résistance série.
Cesi est dû au fait que la force du champ longitudinal du mélange de néon et de mercure, c'est-à-dire la force du champ électrique, mesurée dans la colonne positive, augmente avec l'intensité du courant, alors que la chute de tension des électrodes à oxyde diminue encore pendant que l'intensité continue à augmenter. Par contre, si l'on utilise de l'argon sous la même pression ou du néon sous une pression plus élevée, où si l'on donne au tube un plus petit diamètre avec un rem- plissage de gaz approprié, la caractéristique n'est pas montante sous la même charge de courant.
On a aussi constaté que, dans le cas de tubes établis et travaillant suivant l'invention, il est aussi avan- tageux que le gaz néon,constituant le remplissage fondamental sous une pression inférieure à 2 m/m soit additionné d'une faible quantité d'argon, en vue de faciliter le premier amor- cage ou le réamorcage. Des essais ont permis d'établir que la quantité d'argon supplémentaire ne doit pas, autant que possible, dépasser 2 % de la quantité dd néon et doit, de préférence, être approximativement 0,2 % de celle-ci.
Un tube à mercure à basse pression suivant l'in- vention est, par exemple, composé d'un tube de 34 m/m de diamètre intérieur dans lequel sont aménagées deux électrodes à oxyde placées à une distance de 1 m l'une de l'autre. Les électrodes peuvent être chauffées par des moyens extérieurs
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ou par la décharge. Le tube est rempli de néon sous une pression de 1,5 m/m de colonne de mercure, additionné de 0,2 % d'argon. Ce tube est muni de mercure constituant le corps de base.
Les moyens auxiliaires nécessaires pour le premier amorçage du tube peuvent aussi être supprimés si l'on constitue les électrodes à oxyde sous forme d'électrodes incandescentes chauffées par des moyens extérieurs et si, suivant l'invention, l'une au moins de ces électrodes est dimensionnée de telle sorte que la chute de tension qui se produit le long des électrodes incandescentes traversées par le courant de chauffage produise une décharge transversale, de préférence une décharge à arc à basse tension, entre des parties de cette électrode incandescente.
Par une telle décharge transversale appliquée à l'électrode incandescente elle-même, on obtient, d'une manière connue en soi, une ionisation préalable énergique du remplissage du tube et, par suite, une diminution importante de la tension nécessaire pour la décharge principale entre les deux électrodes incandescentes. L'ionisation préalable et la diminution de la tension d'amorçage qui résultent de la décharge transversale sont réalisées à un degré particulièrement grand dans les tubes suivant l'invention parce que, en raison du fait que leur diamètre intérieur excède 30 m/m, aucun obstacle n'est offert à l'extension de l'ionisation sur le chemin de la décharge principale par des effets de paroi.
En donnant une valeur suffisante à la décharge trans versale des électrodes incandescentes, on peut, sans difficulté obtenir
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obtenir ce résultat que la valeur de la tension d'amorçage des tubes est égale ou même inférieure à la tension de régime de marche, coincidant avec la tension du réseau, de sorte qu'on peut non seulement faire fonctionner le tube, mais aussi l'amorcer, sans résistance série.
La décharge transversale eut être produite avan- a arc tageusement à la facon d'une décharge/à basse tension, ce par quoi, de la manière habituelle, on entend une décharge indépendante émanant d'un corps incandescent chauffé par une source extérieure et émettant des électrons, décharge dont la chute de tension est plus petite que la tension d'ionisation ou même la tension d'excitation du gaz ou vapeur envisagé.
Pour contribuer à rendre l'amorçage facile on peut, le cas échéant, munir aussi le tube d'électrodes auxiliaires, ou munir ses parois de revêtements conducteurs.
Les tubes suivant l'invention peuvent, d'une manière connue en soi, être munis d'un revêtement extérieur ou intérieur en substances fluorescentes ou être eux-mêmes faits d'un verre luminescent.