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Condensateur électrolytique pour applications de déparasitage
Pour le déparasitage d'appareils et de machines électriques, on a besoin de condensateurs dont la résistance apparente doit être aussi petite que possible sur une bande de fréquence fréquemment très large pour mettre autant que possible en court-circuit toutes les tensions alternatives perturbatrices qui peuvent avoir des fréquences très diff érentes.
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On a employé jusqu'à présent essentiellement des condensateurs statiques (au papier, au mica ou analogues).
Ces condensateurs ont une petite résistance d'amortissement de sorte que leur résistance apparente est très petite dans le voisinage immédiat de la fréquence de résonance. Leur résistance apparente s'élève au-dessus de l'endroit de ré- sonance, par suite de l'inductivité, de façon directement proportionnelle à la fréquence et en-dessous de l'endroit de résonance, par suite de la constance de la capacité relati- vement petite, de façon inversement proportionnelle à la fré- quence.
Ce dernier fait est souvent très désagréable lors- que des fréquences relativement basses encore doivent être mises en court-circuit. On ne peut alors se tirer d'affaire qu'en rendant la capacité et par conséquent le condensateur beaucoup plus grands que ce ne serait nécessaire pour le dé- parasitage de haute fréquence. Pour que les dimensions du con- densateur ne deviennent pas trop grandes on emploie pour l'en- roulement du condensateur en pareils cas en partie du papier traité par des vapeurs métalliques, pour maintenir l'encom- brement dans des limites supportables. Cette solution repré- sente toutefois seulement un compromis car pour le déparasi- tage des basses fréquences, il faut des capacités très gran- des et pratiquement non utilisables.
La présente invention propose d'employer pour l'é- vacuation de fréquences perturbatrices des condensateurs élec- trolytiques à capacité statique élevée. Dans les condensateurs électrolytiques, on peut loger comme on le sait, une très grande capacité dans un petit espace de sorte qu'on peut s'ap- procher de l'exigence d'une petite résistance apparente aux hasses f réquences. L'opinion était répandue jusqu'à présent que la résistance apparente d'un condensateur électrolytique pour de hautes fréquences de l'ordre de grandeur de 105Hz, est formée seulement par la résistance ohmique de la couche /
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d'électrolyte,
c'est-à-dire que la résistance apparente tend vers une valeur finale relativement élevée et que le facteur de perte s'élève avec la fréquence jusqu'à des valeurs pratiquement infiniment grandes, de sorte qu'on ne voyait aucun avantage dans l'emploi d'un condensateur à.électrolyte pour les applications de déparasitage, vu que pour les fréquences élevées un condensateur statique paraissait nécessaire supplémentairement.
On a maintenant observé que ceci n'est nullement vrai dans le cas d'une constitution favorable du condensateur telle que la présente invention la prescrit. Au contraire, aux fréquences supérieures, la capacité statique du condensateur à électrolyte entre en jeu, capacité statique qui est formée par les armatures métalliques, la feuille d'anode et la feuille de cathode, tandis que la couche d'électrolyte du condensateur à électrolyte sert de diélectrique. Cette capacité est placée en parallèle par rapport à la résistance de la couche d'électrolyte et met celle-ci en court-circuit en cas de hautes fréquences. La résistance apparente d'un condensateur à électrolyte diminue par conséquent en cas d'accroissement de fréquence, jusque loin en-dessous de la grandeur de la résistance de l'électrolyte.
Le facteur de perte atteint, lorsque la fréquence s'accroît, un maximum et diminue ensuite de nouveau.Les mesures et les calculs ont montré que le maximum ne dépasse en aucun cas environ tg# =5.
Comme dans un condensateur à électrolyte, de grandes capacités sont formées déjà pour une surface d'anode relativement petite, la capacité statique formée par les armatures métalliques, et qui doit agir pour l'élimination des hautes fréquences, est normalement trop petite. Pour éviter un agrandissement inutile du condensateur par l'agrandissement des longueurs de bande, ce qui produit également un agrandissement non nécessaire de la capacité électrolytique, et pour ne pas devoir accepter l'inconvénient d'un agrandissement de volume
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comme dans les condensateurs statiques, il est proposé en outre, suivant la présente invention, de se servir des mesures connues dans les condensateurs statiques pour l'agrandissement de la capacité,
Il s'agit en particulier ici de l'emploi de minces espaceurs vu que par le rapprochement relatif des deux armatures métalliques, la capacité statique s'accroît tandis que la capacité électrolytique reste constante. L'utilisation de faibles espaceurs a encore l'avantaee supplémentaire que la résistance ohmique de la couche d'électrolyte est diminuée ce qui a une action favorable.
Pour assurer dans le cas de faibles espaceurs une solidité mécanique suffisante (pour éviter les percements et les contacts des armatures métalliques) on peut employer des papiers connus dans les condensateurs statiques, par exemple le papier de chiffon de 2 x 8 # ou un papier analogue. On renonce alors volontairement à la possibilité d'absorption exigée autrement des espaceurs de condensateurs à électrolute.
Comme le condensateur doit servir d'organe de court-circuit aussi complet que possible pour les fréquences perturbatrices, il est important de s'efforcer dans sa construction de diminuer sous tous les rapports sa résistance apparente. Comme on l'a mentionné précédemment, ceci est obtenu déjà partiellement par des espaceurs plus faibles. Il esttoutefois avantageux également d'employer un électrolyte tel que sa conductibilité est très grande en elle-même, il rentre également dans le cadre d'une amdioration du rendement de réduire les pertes des armatures par des moyens connus, par exemple l'emploi de plusieurs lames de raccordement ou l'amenée du courant le long de tout le bord de l'armature métallique.
Il est important également d'éviter ou de rendre aussi petite que possible toute inductivité formée par l'enroulement ou les amenées de courant, et pour cela on peut employer également les mesures connues
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dans la technique des condensateurs statiques.
On peut voir d'après ces considérations qu'il est moins favorable pour la production d'un grand rapport entre la capacité statique et la capacité électrolytique, d'employer une feuille dite rugueuse car dans le cas de celle-ci, il se forme une capacité électrolytique suffisamment grande mais une très petite capacité statique, de sorte que dans la construction de condensateurs électrolytiques destinés aux applications de déparasitage,on se servira principalement de feuilles non rendues rugueuses.
On peut toutefois imaginer également des cas dans lesquels en particulier lorsque la proportion des fréquences perturbatrices basses est particulièrement grande, la capacité électrolytique est trop petite, tandis que la capacité statique donnée par la longueur de bande est suffisante. Il est alors désirable, pour accorder le condensateur aux circonstances, d'employer une feuille rendue rugueuse car au moyen de celle-ci on produit pour le plus petit encombrement du condensateur la capacité électrolytique et la capacité . statique nécessaires.
Pour permettre des réalisations particulièrement' petites, il est à conseiller d'enrouler, pour la plus petite distance entre la feuille d'anode et la feuille de cathode, précisément les longueurs de bande qui sont nécessaires pour la production de la capacité statique indispensable pour les hautes fréquences. Si pour cette longueur de bande la capacité électrolytique ne suffit pas pour mettre en court-circuit de la manière désirée les basses fréquences, on peut, sans changer la constitution de l'enroulement, agrandir la capacité électrolytique par l'emploi de feuilles rendues rugueuses ou par le fait qu'on diminue la tension de formation de la feuille d'anode et qu'on lui donne seulement la valeur de sommet de la tension utile.
Les fréquences perturbatrices superposées ne sont pas en état de produire une formation sup-
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plémentaire même lorsqu'elles présentent une pointe de tension supérieure à celle-ci, car la formation commence toujours avec un certain retardement qui dépasse la durée des pointes de tension se présentant déjà pour les fréquences très basses. Si la tension utile est par exemple une pure tension continue, on peut employer un condensateur polarisé, c'est-à-dire un condensateur qui présente seulement une armature à formation.
On peut dire d'une manière générale que la capacité électrolytique influence la résistance apparente du condensateur depuis la fréquence zéro jusqu'au-delà de la fréquence de résonance et que la capacité statique et la résistance intérieure du condensateur influencent la résistance apparente approximativement depuis la fréquence de son jusqu' au-delà de la fréquence de résonance.
Dans certaines circonstances, il est avantageux d'appliquer sur une mince couche de papier une couche mince d'aluminium ou une autre couche métallique formant couche de blocage et de former par enroulement au moyen de deux bandes de ce genre un condensateur, de l'imprégner au moyen de l'électrolyte et de le former ensuite par exemple avec la valeur de sommet de la tension utile pour produire de très petites dimensions avec la plus petite résistance apparente sur une large bande de fréquence.
Revendications.
I/ Condensateur électrolytique pour l'emploi en vue de l'élimination de fréquences perturbatrices, en particulier de larges bandes de fréquence perturbatrice, caractérisé par une capacité statique élevée.