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PEBFE#'IONNEMENTS AUX MOYENS D'àbR7RCA(E DES TUBES A DECHARGE.
La présente invention a trait aux tubes à décharge à cathode liquide ou solide et elle a pour objet des moyens perfectionnes destinés à amoroer leur fonetionnement.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels
La Fig.1 est une vue en coupe d'un tube conforme à l'invention.
La Fig.2 est une vue d'un des éléments qui constituent le tube représenté Fig.l.,
La Fig.3 est une coupe fragmentaire du dit élément, très grande
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échelle.
La Fig. 4 est une forme modifiée de réalisation.
La Fig.5 est une autre variante.
Sur la Fig.1, on voit un tube à décharge, un redresseur par exem- ple, comportant une enveloppe métallique scellée 10 munie d'une anode 11 et d'une cathode liquide 12 en contact direct avec l'enveloppe. L'anode 11 est isolée par une pièce appropriée 13, le conducteur d'amenée étant représenté en 14. La tension peut être fournie à l'anode par un transformateur 16. Le dispositif alimenté en continu est indiqué en 17 en série avec le secondaire du transfor- mateur.
A l'intérieur de l'enveloppe se trouve une cathode supplémentaire indépendante de la cathode principale 12 constituée par un filament 20 en tungs- tène par exemple; ce filament peut également comporter un noyau quelconque en métal réfractaire revêtu de matière émettrice d'électrons, etc.. Ses conducteurs d'amenée sont isolés de l'enveloppe en 21 et 22 et cette cathode auxiliaire est maintenue à la température correspondant à l'émission électronique par le c@u- rant fourni par le transformateur de chauffage 23.
Le filament 20 a pour rôle de faciliter l'amorça¯se de la décharge principale entre l'anode 11 et la cathode 12 ; il établit une décharge prélimi- naire destinée à ioniser les gaz ou les vapeurs de remplissage. A cet effet, on peut par exemple connecter la prise médiane du transformateur 23 à un point'ap- proprié du secondaire du transformateur 16, comme indiqué en 26. Grâce à cette connexion, la décharge provoquant l'ionisation s'amorce entre ledfilament 30 et l'anode 11. On peut insérer une résistance 28 dans le circuit du filament, de façon à régler cette décharge.
Il est bien connu que, par l'emploi d'un tel montage, la décharge entre le filament 20 et l'anode 11 se transfère à la surface de la cathode 12.
Mais, dans certains cas, on constate que ce transfert s'effectue d'une faqon irrégulière, c'est-à-dire que le temps nécessaire au transfert de la décharge peut varier dans de très larges limites.
Conformément à l'invention, on pallie ces inconvénients en fai- sant usage de corps constitués de préférence par des particules isolantes à arêtes vives en contact avec la cathode liquide.
L'observation montre que 1'amorçage facilité résulte de l'accu- mulation de charges statiques sur les particules isolantes et l'apparition con- sécutives d'une tache cathodique par suite des gradients de potentiel élevés
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ainsi orées. Ces charges sont fournies par les ions collectes sur la décharge initiale jaillissant sur le filament 20, et elles sont suffisantes pour provo- quer une émission cathodique à froid aux points de contact des particules avec la surface de la cathode liquide, Cette émission suffit pour amorcer la déohar-
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-ge presqutinstantanément et presqutaussitàt après l'amorçage de la décharge auxiliaire.
L'expérience montre qu'on obtient de moins bons résultats par simple pulvérisation des dites particules isolantes sur la surface cathodique puisque, dans de telles conditions, le mercure ne mouille pas ces particules; il est préférable de noyer ces particules isolantes dans des particules con- ductrices et de constituer un corps représenté en 30 sur la fig.1, On voit cette matière à plus grande échelle sur les Fig.2 et 3 ; ellepeut être consti- tuée par exemple par un agglomérat poreux de particules frittées de carbura de molybdène ou de tungstène mélangées avec des particules de verre, de quartz, d'oxyde d'aluminium ou d'autres substances isolantes.
Le corps 30 flotte sur le mercure qui atteint sa surface supé- rieure par capillarité; on peut aussi le fixer à la paroi de l'enveloppe.
Sur la Fig.3 on a représenté schématiquement une coupe microsco- pique de la pièce 30. On y avoit une particule de verre 30t en contact avec une certain nombre de particules conductrices 30". Ces dernières peuvent être par- faitement mouillées par le mercure et amènent la couche de mercure 31 au con- tact avec une particule de verre 30', Toutefois, comme le verre n'est pas mouillé par le mercure, cette couche ne recouvre pas la particule 30'. Le verre peut par conséquent se charger par accumulation d'ions positifs provenant de la décharge auxiliaire. On a schématisé en "a" ces charges positives qui se déposent dans le voisinage Immédiat du mercure représenté en 31 et provoquent une émission à froid telle que se manifeste l'apparition d'une tache cathodi- que.
Un tube du genre décrit peut être employé comme redresseur auto- matiquement amorcé au commencement de chaque période par le filament 20. On peut aussi commander l'amorçage du tube en agissant sur le potentiel au dit filament.
La commande devient plus efficace lorsqu'on utilise une électrode appropriée portée à un certain potentiel et commandant l'amorçcane de la dé- charge auxiliaire, comme le montre la Fig.4 où les éléments correspondants ont reçu les mêmes numéros de référence. C'est ainsi qu'on utilise une grille 35 @
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entre le filament 20 et l'anode 11. On peut la polariser négativement et suf- fisamment pour éviter l'amorçage de la décharge entre le filament 20 et l'anode 11. Grâce à ce dispositif, le tube ne s'amorce pas tant que la polarisation négative de la grille 35 n'est pas supprimée par une impulsion de tension posi- tive. Après l'application de cette dernière, la décharge auxiliaire s'amorce et facilite la décharge principale.
On peut également prévoir une grille supplémentaire 36 entre le filament 20 et la cathode 12, de manière à éviter que le courant ne passe en- tre elles au cours de cette partie du cycle de fonctionnement quand la cathode mercurielle se trouve à un potentiel positif. C'est ainsi que l'on peut con- necter la grille 36 à l'anode 11 en vue de lui fournir une polarisation néga- tive tant que l'anode est négative elle fonctionne donc pour éviter l'appa- rition d'une décharge ionisante pendant l'aletsnance inverse et on réduit aussi au minimum le danger d'ares en retour,
Sur la Fig.5, on a représenté une autre application de l'invention à un tube dont on peut commander la conductibilité dans deux directions, Ce tube comporte une enveloppe en quartz 40 fermée, à ses extrémités, par les pièces métalliques 41 et 42,
chacune d'elles comportant une cathode liquide 43 Qu 44 munie elle-même d'une pièce analogue à la pièce 30 de la fig.1 et repré- sentée respectivement en 46 et 47. A chaque extrémité de l'enveloppe, on pré- voit des filaments 48 et 4Y connectés en parallèle sur le transformateur de chauffage 51.
Chacune des cathodes 43 et 44 peut jouer alternativement le róle d'anode. Pour diminuer la longueur du chemin de décharge, il est préférable de disposer une électrode auxiliaire au voisinage de chaque surface cathodique.
Ces électrodes sont respectivement représentées en 53 et 54 sous forme de dis- ques en graphite et ellessont connectées respectivement à chacune des cathodes mercurielles par les conducteurs 56 et 57.
Pendant le fonctionnement du dispositif, le filament 48 amorce une décharge préliminaire allant à 53 et ionisant l'atomsphère. Le filament 49 agit de même par rapport à l'électrode 54. Le circuit d'alimentation comporte la source alternative 60 et une résistance 61 reliée entre les deux cathodes liquides 43 et 44, Le courant traversant cette résistance peut être relative- ment faible ; elle n'agit que comme potentiomètre et peut avoir une valeur élevée.
En série avec la source 60 et le tube, on prévoit un transformateur 63 destiné à alimenter un appareil d'utilisation 64, par exemple un moteur à
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courant alternatif qui dans l'exemple considère reçoit du courant alternatif dissymétrique, Grâce à la connexion entre le curseur 66 et le point milieu du transformateur 51, le potentiel de chacun des filaments 48 et 49 peut évidem- ment être maintenu à une valeur intermédiaire entre ceux des cathodes 43 et 44, En conséquence, lorsque la cathode 44 devient positive par rapport à l'autre 43, le filament 48 contribue à produire la décharge vers la pièce 53 qui est au même potentiel que la cathode 44.
Conformément aux principes énoncés ci-dessus, la décharge est immédiatement transférée à la cathode 43, la pièce 46 ayant pour effet d'ao- croître la rapidité du transfert. Dès que le potentiel s'inverse et atteint une valeur pour laquelle il existe une différence appréciable entre le potentiel du filament 49 et celui de l'électrode 54, la décharge s'amorce dans l'autre sens.
Dans ces conditions, les décharges dans le tube 40 sont sjmétri- ques, c'est-à-dire que la période de conductibilité dans un sens est égale à celle de la conductibilité dans l'autre sens, Mais, si le curseur 66 se trouve à l'extrême gauches les deux filaments sont mis au même potentiel que celui de la cathode 43. En conséquence, la décharge ne peut s'amorcer entre le filament 49 et l'électrode 54 qui est connectée à la cathode 43, Il en résulte que le système fonctionne de manière à ne laisser passer le courant que dans un seul sens chaque fois que l'anode 53 devient positive par rapport à la cathode 43 et par conséquent au filament 48. Si le curseur 66 est placé à l'extrême droi- te, le tube devient conducteur en sens inverse.
Pour des positions intermédiaires du curseur le tube n'est ni symétriquement conducteur, ni conducteur dans un seul sens. Il est au contraire conducteur dans les deux sens. mais d'une manière asymétrique. En d'autres termes, le courant passe dans chaque direction, mais la durée de débit dans un sens n'est pas égale à la durée de débit dans l'autre. En modifiant la na- ture de la dissymétrie par déplacement du curseur 66, on peut obtenir un ré- glage approprié du dispositif d'utilisation tel que le moteur 64.
On conçoit que le circuit représenté ne soit pas limitatif et qu'on puisse interposer d'autres systèmes de commande entre les filaments 48 et 49 et les cathodes.
On a décrit l'invention appliquée à un tube à cathode liquide, mais on comprend que la combinaison d'un filament permettant l'amorçage d'une décharge auxiliaire et l'utilisation de particules isolantes en contact aveo
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la surface cathodique, puisse être employée avec des cathodes solides et non thermioniques, c'est-à-dire avec des tubes à lueur.
L'invention est également applicablehaux tubes de puissancehet aussi aux lampes.
Bien qu'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisa- tion de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces for- mes particulières, données simplement à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.