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Disposition pour la transmission du courant d'une ou de plusieurs sources de tension vers un ou plusieurs consommateurs.
Le but de la présente invention est de transmettre le cou- rant. d'une ou de plusieurs sources de tension vers un ou plusieurs consommateurs de manière à ce qu'il n'existe aucune influence réciproque entre les consommateurs ou les sources de tension.
Ce problème se pose par exemple dans les installations. sous- marines de radiogoniométrie à plusieurs récepteurs ou groupes de: récepteurs reliés à deux ou plusieurs compensateurs. Dans des ins- tallations de ce genre, il existe un couplage entre les compensa- teurs à travers les récepteurs lorsqu'on néglige de prendre mesures spéciales en vue d'y porter remède.
Afin de résoudrece problème, deux méthodes ont, en ordre principal, été utilisées jusqu'à présent. L'une de ces méthodes consiste à intercaler des résistances ballast dans les lignes con- duisant aux consommateurs ou bien à travailler avec une adapta - tion nettement défectueuse.
Cette méthode présente l'inconvénient de donner lieu à la
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perte d'une grande partie de l'énergie fournie par les sources de tension. En outre, il faut encore mentionner que des court- circuits ou des interruptions dans une partie des sources de ten- sion ou des consommateurs réagissent sur toutes les autres sources de tension ou les autres consommateurs.
Dans la seconde méthode de transmission d'un courant alter- natif provenant d'une ou de plusieurs sources de tension, en parti- culier d'un ou de plusieurs transformateurs électroacoustiques reliés à deux ou plusieurs compensateurs, ces derniers sont, en vue de supprimer toute influence réciproque, réunis à un transfor- mateur à prise médiane et couplés par l'intermédiaire d'une résis- tance. Cette résistance et la resistance interne de la source de tension sont, l'une par rapport à l'autre, dans une proportion telle que, lors d'une diminution de ces deux resistances par suite de leur adaptation sur un circuit d'utilisation, tenant compte du rapport de transformation, le transformateur intercalé dans le montage correspond exactement ou à peu près aux résistances ré- duites.
L'inconvénient d'un dispositif de ce genre reside dans le fait que l'emploi de plusieurs sources ae tension et de plusieurs consommateurs exige un nombre de transformateurs et par suite un encombrement, un poids et une perte d'énergie très grands.
La disposition suivant la présente invention remédie à tous ces inconvénients.
La disposition suivant l'invention pour la transmission du courant d'une ou de plusieurs sources de tension, par exemple de transformateurs électroacoustiques, vers un ou plusieurs consomma- teurs à résistance constante ou variable, par exemple des amplifi- cateurs, des compensateurs ou autres dispositifs de ce genre, sup- prime toute influence réciproque entre les sources de tension ou les consommateurs et permet une adaptation séparée et exacte de ces consommateurs qui, le cas échéant, peuvent eux-mêmes jouer le rôle de sources de tension ;
elle consiste en ce que deux consomma- teurs, alimentés par une seule et même source de tension ou par
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une et des mêmes sources de tension, sont chaque fois reliés, à la ou les sources de tension, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension dont la résistance propre correspond au triple de la résistance interne de la source de tension ou au triple de la som- me des résistances internes de toutes les sources de tension, de manière à ce qu'une partie du diviseur de tension ayant une ré- siatance égale au double de la résistance interne de la source de tension ou au double de la somma des résistances internes de tou- tes les sources de tension soit branchée en parallèle aux bornes d'entrée de chacun des consommateurs,
les deux parties du divi- seur ayant en commun un tronçon dont la résistance est de l'ordre de grandeur de la résistance interne simple de la source de ten- sion ou de la somme des résistances internes de toutes les sour- ces de tension.
La. présente invention est expliquée plus. en détails à 1?aide de la figure 1.
Il est supposé que deux consommateurs, représentés par les résistances R1 et R2, sont raccordés à une source de tension com- mune E dont la résistance interne est représentée par Ri. La transmission du courant de la source de tension E vers les deux consommateurs est réalisée par l'intermédiaire d'un diviseur de tension constitué par trois tronçons égaux, la résistance de cha- cun de ces derniers étant égale à la résistance interne Ri de la source E. Ce diviseur de tension est partagé en deux sections se recouvrant en partie ; chacune de ces sections du diviseur de tension présente une résistance égale à 2Ri et est branchée en parallèle aux bornes d'entrée de l'un ou de l'autre des consomma- teurs R1 et R2. Le tronçon médian du diviseur de tension, dont-la résistance a pour valeur Ri, est commun aux circuits de deux con- sommateurs.
Du calcul effectué ci-dessous, il ressort que les deux con- sommateurs R1 et R2 n'exercent aucune influence l'un sur l'autre.
Le courant fourni par la source de tension E de force élec-
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tromotrice est désigné par ii. Le consommateur R1 est traversé par le courant il et le consommateur R par le courant i. Dans le tronçon, branché en parallèle en même temps aux bornes d'entree des deux consommateurs, du diviseur de tensioii, circule le courant ii - (il + i2). Dans les deux parties du diviseur de tension rac- cordées séparément chacune à l'un des consommateurs R1 et R2 cir- cule un courant ayant respectivement pour valeur ii-i1 et ii-i2.
Considérant le circuit du diviseur de tension renfermant la force- électromotrice t, on peut écrire l'équation :
EMI4.1
d'où
EMI4.2
de même le circuit du second diviseur de tension renfermant la force électromotrice fournit l'équation ;
EMI4.3
EMI4.4
d'où i2 = If 1 Ra) d'une aaaniere analogue, on trouverait (Ri R2) i 1 = 2. (Ri + Ri)
Ces égalités montrent que les courants circulant dans les deux consommateurs sont indépendants l'un de l'autre.
L'application de la disposition suivant l'invention n'est pas uniquement limitée au cas de deux consommateurs. Si plus de deux consommateurs doivent être alimentés par une ou plusieurs sources
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de tension communes, il est prévu, suivant l'invention, pour la transmission du courant, un montage en cascade d'une série de divi- seurs de tension. Chacun de ces diviseurs est raccordé au divi- seur de tension précédent comme s'il était lui-même consommateur.
Dans un montage en cascade de ce'genre, il est parfois:avan- tageux d'intercaler entre la source de tension ou les sources de tension et le premier diviseur de tension un transformateur ayant un rapport de transformation bien déterminé. La fig.2 montre à titre d'exemple, une disposition de ce genre, suivant l'invention.
Dans cette figure, E est la source de tension commune, devant ali- menter tous les consommateurs R1 à R4; sa résistance intérieure est représentée par Ri. Un diviseur de tension, subdivisé en trois tronçons égaux présentant chacun une résistance Ri, est rac- cordé, par l'intermédiaire d'un transformateur U, à cette source de tension E. Un autre diviseur de tension, également constitué par trois tronçons ayant tous trois une résistance égale à la ré- sistance intérieure Ri, est lui-même raccordé aux deux sections ayant une partie commune et dont la résistance est 2Ri. Ainsi les diviseurs de tension du second.étage sont raccordés aux divi- seurs de tension du premier étage tout comme le seraient des con- sommateurs.
Les consommateurs R1 à R4 sont branchés, d'une maniè- re identique à celle indiquée à la figure 1, aux bornes des divi- seurs de tension du second étage.
La disposition suivant l'invention présente encore, par rap- port au montage utilisant des transformateurs, l'avantage d'être indépendante de la fréquence ;elle peut de la sorte être égale- ment employée dans les installations à courant continu.
D'autres exemples d'application d'un montage suivant l'in- vention sont représentés aux fig.3 à 5.
La fig.3 montre comment se fait le montage de trois sources de tension E1 à E3 en utilisant la disposition suivant l'invention.
Il y est supposé que les sources de tension E1 et E2 doivent ser- vir à l'alimentation d'un consommateur R1 et les sources E2 et E3
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à l'alimentation d'un autre consommateur R2. La source de tension
EMI6.1
E- G alimente donc simultaneuieut ies deux conso;.i;ùaùeài?s, chacune des trois sources de tension est, suivant l'invention, raccordée à un diviseur de tension dont la résistance totale estegele au triple de la résistance intérieure d'une des sources de tension.
Les trois diviseurs de tension sont reliés l'un a. l'autre par un couplage galvanique. Les consolateurs R1 et R2 alimentes par les deux groupes E1 E2 et E2 E sont raccordes aux diviseurs de tension de manière à ce qu'il se trouve chaque fois à l'entrée du consom- mateur une résistance d'une grandeur correspondant au double de la somme des résistances intérieures des sources de tension alime.i- tant un seul et même consommateur. Dans le cas précité, la résis- tance branchée entre les bornes d'entrée de chacun des consomma- teurs aura pour valeur 4Ri. Le tronçon moyen du diviseur de ten - sion intercalé dans le circuit de la source de tension E2 est com- mun aux deux consommateurs.
Dans le cas où le courant transmis provient de plus de trois sources de tension indépendantes l'une de l'autre, desquelles une partie seulement, mais au moins deux, sont communes à tous les consommateurs, ces derniers sont de préférence reliés par l'inter- médiaire de transformateurs généraux aux sections correspondantes de la disposition à diviseurs de tension suivant l'invention. Les transformateurs généraux présentent un certain nombre d'enroule- ments primaires correspondant au nombre de sources de tension à raccorder au consommateur envisagé. Ce genre de disposition sui- vant l'invention est représenté, à titre d'exemple, à la figure 4.
Le montage réalisé suppose qu'il y a quatre sources de ten- sion El à E4 réparties en deux groupes, chacun d'eux servant à alimenter un consommateur R1 ou R2, de manière à ce que les sour- ces de tension E2 et E3 fassent en même temps partie des deux groupes. Les sources de tension E1 à E4 sont chacune reliées à un diviseur de tension dont la résistance totale est egale au triple de la résistance intérieure de l'une des sources de tension. Les
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deux consommateurs R1 et R2 sont chacun reliés aux parties appro- priées des diviseurs de tension par l'intermédiaire d'un transfor- mateur général T1 ou T2. Comme trois sources de tension alimentent chaque fois chacun des consommateurs, les transformateurs T1 et T2 présentent chacun trois enroulements primaires.
Les enroulements. primaires du transformateur T1 sont chacun reliés aux sections, se trouvant à droite, des diviseurs de tension des sources E1 à E3. Les sections, se trouvant à gauche, des diviseurs de tension des sources E2 à E4 sont raccordées aux enroulements primaires du transformateur T2.
Une autre possibilité d'application de la disposition sui- vant l'invention est représentée à la figure 5. Cette dernière in- dique le montage de six sources de tension E1 à E6. De ces sour- ces, E1, E3 et E5 sont raccordées au consommateur R1; E2, E4 et E6 alimentent un second consommateur R2; E1,E2,E4 et E4 sont rac- cordés à un troisième consommateur R et enfin E3,E4,E5 et E6 à un quatrième consommateur R4. Les quatre sources de tension E1,E2, E5 et E6 alimentent ainsi simultanément deux consommateurs tandis que les sources E3 et E4 sont connectées à trois consommateurs.
Chacune des sources de tension E1 à E6 est, suivant l'invention, reliée toujours de la même façon à un diviseur de tension ; chacun. de ces diviseurs présentant une résistance égale à 3Ri. Les sour- ces de tension 3 et 4 étant raccordées à trois consommateurs dif- férents, il est nécessaire, pour cea sources de tension, de mon- ter deux diviseurs de tension en cascade. Les consommateurs Ri à R4 sont raccordés, par l'intermédiaire des transformateurs géné- raux T1 à T4, aux différentes sections appropriées des diviseurs- de tension. Les consommateurs R3 et R étant raccordés à des grou- pes comprenant chaque fois quatre sources de tension, les, trans- formateurs généraux correspondants T3 et T4 doivent être pourvus de quatre enroulements primaires.
Dans les exemples particuliers d'application, décrits ci- dessus, de la disposition suivant l'invention, il est très souvent. indispensable d'adapter les consommateurs aux sources, de tension.
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Cette adaptation est par exemple nécessaire lorsque des organes de compensation ou d'amortissement sont intercalés dans les lignes de transmission. Les possibilités d'adaptation vont être rapide- ment esquissées à l'aide des figures 6a à 6c.
Il est suppose dans le premier cas, que deux consommateurs R et R2 (fig.6a) doivent être raccordes à trois sources de ten- sion E1, E2 et E3 par l'intermédiaire des transformateurs T1, T2 et T3. On suppose tout d'aoord qu'aucun organe d'amortissement ne soit intercalé dans les ligues de transmission. Les cieux sources- de tension El et E2 aoivent servir à l'alimentation du consomma- ter r1, tandis que le consommateur R2 est alimenté par les sour- ces de tension E2 et E2. Afin d'éviter, dans le cas envisagé, toute induction réciproque entre les deux consommateurs R1 et R2, ces derniers doivent avoir une résistance d'unique nettement supé- rieure à 4Ri.
Cela donne lieu cependant à une certaine perte de tension, aussi les transformateurs T1 à T3 sont, suivant l'inven- tion, remplacés par des diviseurs de tension, de sorte qu'a pre- sent les consommateurs R1 et R2 peuvent présenter une résistance ohmique peu élevée. Le montage réalise est alors celui représenté à la fig.3. Ce montage peut être modifié en vue d'obtenir une meilleure adaptation des consommateurs R1 et R2 et ce de manière à réaliser entre ces derniers et les sections correspondantes des diviseurs de tension non plus un couplage galvanique mais un cou- plage définitif au moyen des transformateurs généraux T1 et T2 (fig.6b).
La résistance des consommateurs est alors choisie de ma- nière à être, dans ce cas particulier, égale à le moitié de la ré- sistance intérieure d'une des sources de tension, Si chacun des consommateurs est raccordé à n sources de tension, la résistance de chacun d'eux est prise de préférence égale à R1. Si, à présent n des organes d'amortissement sont intercalés dans les lignes de transmission d'un montage suivant la figure 6b, les résistances ohmiques des consommateurs doivent alors à nouveau présenter une valeur très élevée par rapport a R1.
Comme il a déjà été mentionné
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lors de l'explication de la disposition suivant l'invention, cette disposition est encore, susceptible d'être employée dans le cas où les consommateurs deviennent à leur tour des sources de tension.
Cela signifie qu'il est possible d'employer, pour adapter les con- sommateurs aux sources de tension, une disposition analogue à celle suivant l'invention comme le montre, à titre d'exemple, la fig.6c.
Dans cette fig.6c, E1 à E3 désignent les sources de tension à résistance intérieure Ri. Des cellules K1 à K3 sont intercalées dans les liaisons de transmission, une disposition à diviseurs de tension suivant l'invention est montée aux bornes de ces cellules.
Les consommateurs Ri et R2 ne sont à présent plus reliés directe- ment aux sections des diviseurs de tension de l'installation de transmission suivant l'invention, mais le sont par l'intermédiaire d'une installation analogue à diviseurs de tension. Le consomma- teur R1 est raccordé à un diviseur de tension dont la résistance. totale est égale au triple de la résistance intérieure d'une sour- ce de tension. La section du diviseur de tension de. résistance 2Ri est reliée à une section correspondante faisant partie du di- viseur de tension branché aux bornes'de la source de tension E1.
La seconde section du diviseur de tension branché aux bornes d'en- trée du consommateur R1 est reliée à une section correspondante du diviseur de tension branché aux bornes de la source E2. Le con- sommateur R2 est.raccordé, d'une manière analogue, aux diviseurs de tension des sources de tension E2 et E3. Dans ce cas, la résis- tance du consommateur est choisie de manière à être égale à la résistance d'une source de tension ; on a donc Ri = R2 = Ri.
Enfin, il est encore nécessaire de brancher aux bornes des sec- tions libres des diviseurs de tension raccordés aux sources de tension, une résistance d'une valeur égale à R1.
.On peut dès lors constater que la disposition à diviseurs de tension devant servir à l'adaptation correspond à celle, suivant l'invention, expliquée dans les fig.l à 5 et réalisée en vue de
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la transmission, le sens dans lequel elle agit étant seulement inversé.
D'autres exemples d'application analogues de la disposition suivant l'invention sont représentés aux fig.7 à 9. A la fig.7, quatre sources de tension E1 à E4 doivent être réunies d'une ma- nière analogue à celle représentée à la fig.4, à deux consomma- teurs R1 et R2. Des cellules K1 à 4 sont intercalées dans les li- gnes de transmission, L'adaptation des consommateurs R1 et R2 n'est plus réalisée, comme dans la par l'intermediqire de transformateurs généraux, mais à l'aide d'une disposition à divi- seurs de tension correspondant à celle suivant la présente inven- tioii. Chacun des diviseurs de tension présente une résistance égale à 3R1.
La figure 8 montre une autre disposition a quatre sources de tension E1 à E4, lesquelles sont groupées de manière à ce que E1 et E2 alimentent le consommateur R1;E1 et E3 le consommateur R2; E2 et E4 le consommateur R3 et E3 et E4 enfin le consomma- teur R4. Cette figure 8 montre la symétrie complète de la dispo- sition suivant l'invention.
Le montage de sources de tension représenté à la fig.9 mon- tretoutes les particularités de la disposition suivant l'inven- tion. Des six sources de tension E1 à E6, quatre d'entre elles sont réparties dans deux groupes tandis que les deux autres sour- ces de tension font partie de trois différents groupes. La figure 9 rnontre le montage en cascade des diviseurs de tension servant à la transmission en même temps que le montage en cascade des diviseurs de tension servant à l'adaptation. Les notations em - ployées sont les mêmes que celles de la fig.8.
A la place du montage en cascade de plusieurs diviseurs de tension servant à la transmission ou à l'adaptation, on peut éga- lement employer la disposition décrite ci-dessous.
Un seul diviseur de tension est alors monte en parallèle aux bornes de chacune des sources de tension et, le cas échéant
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aussi, aux bornes de chacun des consommateurs ; l'une de ses prises est utilisée pour un montage en série, l'autre pour un montage en parallèle. Le cas échéant, chaque source de tension est partagée en un certain nombre de sources de tension secondaires au moyen d'un transformateur diviseur comprenant un nombre appro- prié d'enroulements présentant des rapports de transformation con- venables et des résistances de compensation, Cette disposition pré- sente, par rapport au montage en cascade à diviseurs de tension, l'avantage de diminuer dans de fortes proportions la perte de transmission totale.
En effet, chacun des diviseurs de tension se succédant dans. le montage en cascade double le facteur- des pertes ; aussi la perte totale dans un montage en cascade de ce genre est relativement élevée, a l'aide des fig.l0 à 12, il est possible de démontrer que la nouvelle disposition réduit dans de fortes proportions la perte totale de l'installation ; en outre, elle permet de bien adapter séparément les consommateurs et les sources de tension en évitant toute influence réciproque.
A la fig.10 sont représentées n sources de tension, par exem- ple des transformateurs électroacoustiques E1 à En, dont les for- ces électromotrices sont t1 à tn et les résistances.internes toutea égales à Ri. Ces sources de tension sont disposées en pa- rallèle, par l'intermédiaire d'un transformateur T, dont les n+1 enroulements présentent par exemple le même nombre de spires, aux bornes d'un consommateur de résistance Ra.
L'équation de tension pour l'un quelconque des circuits récepteurs est la suivante :
EMI11.1
clans laquelle zir représente le courant dans le circuit d'utili- sation. En additionnant les équations pour les n sources de ten-' s ion, on obtient :
EMI11.2
on peut en tirer la relation suivante donnant la valeur du courant consomma
EMI11.3
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L'équation (1) permet de déterminer la valeur du courant parcourant un quelconque des circuits récepteurs, on obtient de la sorte
EMI12.1
Lorsque plusieurs sources de tension de même résistance interne sont montées en parallèle, l'équation générale d'adaptation est, comme on le sait, la suivante (5) Ra = Ri .
Des relations (3) et (5), on peut deauire
EMI12.2
Si dans l'équation (4) on fait intervenir pour la résistance exté- rieure et le courant consommé les valeurs fournies par les rela- tions (5) et (6), on obtient :
EMI12.3
La résistance fermant le circuit d'une des différentes sources de tension tu est donnée par
EMI12.4
Si l'on y remplace i u par la valeur obtenue par la relation (7),
EMI12.5
on obtient (9) Ra = Ri 2n .'''' 1- v 2n é w Le facteur multipliant Ri peut être désigné par vu ; la relation.
(9) se transforme alors et devient
EMI12.6
(10) R w = Ri , vs Cette équation (10) signifie qu'une adaptation séparée ne peut exister que lorsque
EMI12.7
V UL. = 1 ,7 -0, c'est-à-dire lorsque . " y.. = 1 . nu L'équation (7) indique en même temps qu' il n'y a également aucune influence réciproque entre les sources de tension.
Ces méfies considérations pourraient s'appliquer à un montage
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an série de n sources de tension E1 à En ayant également toutes des résistances internes identiques. Les différentes sources de tension sont alors reliées au consommateur à résistance interna Ra par l'intermédiaire de transformateurs T1, T2 etc. jusqu'à Tn ayant par exemple des rapports de transformation tous égaux et dont les enroulements, secondaires sont connectés en série (fig.11).
En tenant compte de la relation générale d'adaptation Ra = nR1 intervenant lors. du montage en série de plusieurs sources de ten- sion de même résistance 'interne, on peut écrire pour le 'montage indiqué ci-dessus la relation :
EMI13.1
Dans le cas d'un montage en série, il n'existe donc de même une adaptation séparée que lorsque
EMI13.2
De même, aucune induction réciproque n'est décelée dans ce cas.
Il est à remarquer que le facteur multipliant la grandeur Ri dans l'équation (11) est égal à la valeur inverse du facteur multipli- ant Ri dans l'équation (9) ou (10). On peut en déduire que les. conditions d'adaptation dans un montage en parallèle et en série sont réciproques. Se basant sur ces résultats, il est permis da supposer qu'une combinaison appropriée des deux montages peut amener une adaptation séparée exacte en évitant toute influence réciproque.
La fig.12 se charge d'ailleurs de démontrer le bien fondé de cette supposition. Cette fig.12 montre une source de tension Em de force électromotrice tuet de résistance interne Ri. un diviseur de tension, dont la résistance est égale au triple de la résistance interne de la source de tension, est, suivant l'inven- tion, connecté en parallèle sur cette même source de tension. Un consommateur, dont la résistance est égale à Ri , 1 u, est racv cordé à la section gauche, présentant une résistance 2R., du divi- seur de tension ; tandis qu'un consommateur de résistance Ri.vu
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est branché aux bornes de la section droite, présentant également une résistance 2R1, du diviseur de tension.
L'un des consommateurs répond à la condition exigée par l'équation (11), l'autre à celle exigée par l'équation (10). La source de tension est traversée par un courant i tandis que les courants circulant dans les con- sommateurs ont respectivement pour valeurs il et iv.
L'équation v de tension sera alors la suivante :
EMI14.1
elle permet de déterminer la valeur du courant i u, valeur fournie par la relation
EMI14.2
L'équation de tension peut cependant également être écrite de manière à y introduire un des deux consommateurs. Dans ce cas, il est facile de voir que l'on obtient
EMI14.3
De cette dernière, on peut tirer
EMI14.4
et d'une manière analogue¯
EMI14.5
En remplaçant dans l'équation (14) iv et il/v par leurs valeurs déduites des équations (17) et (18), on obtient
EMI14.6
Si enfin dans l'équation (8), i u est remplace .par la valeur trou- vée dans l'équation (19), on obtient la relation :
(20) ra u = Ri Il est ainsi démontré que le montage réalisé suivant la fig.12 per- met une adaptation séparée exacte en évitant toute influence réci- proque lorsque, dans le cas où n sources de tension doivent servir à alimenter un seul consommateur, chacune des sources de tension et le consommateur sont pourvus d'un diviseur de tension suivant la fig.12 et lorsque l'une des prises de cnaque diviseur est utilisée
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pour le montage en série et l'autre pour le montage en parallèle.
Une telle disposition suivant l'invention est représentée, à titre d'exemple, à la fig.13. Cette figure montre n sources de tension E1 à En présentant des forces électromotrices différen- tes mais des résistances internes Ri identiques. Un diviseur de tension est branché en parallèle aux bornes de chacune des sour- ce.s de tension. La résistance de chacun de ces diviseurs corres- pond au triple de la résistance intérieure d'une source de ten- sion. Chaque diviseur de tension est partagé en trois tronçons identiques. Chacune des sections, de résistance ohmique 2Ri, se trouvant d'un même côté dans tous les diviseurs est reliée à un transformateur T1, T2 etc. jusqu' à Tn' les enroulements secondai- res de ces transformateurs étant connectés en série.
Les secon- daires de ces transformateurs T1 à Tn sont raccordés à une sec- tion, de résistance 2Ra, d'un diviseur de tension se trouvant en parallèle aux bornes d'un consommateur E de force électromotrice et de résistance interne Ra. Ce diviseur présente une résis- tance égale au triple de la résistance interne du consommateur E.
Les sections de résistance 2Ri,disposées à l'autre extrémité des diviseurs de tension montés en parallèle aux bornes des sources de tension E1 à En, sont chacune connectées à un transformateur T1' T2 jusqu'à T'n. Les enroulements secondaires de ces transfor- mateurs T' sont montés en parallèle et reliés à la seconde sec- tion du diviseur de tension montée en parallèle aux bornes du consommateur E. Un tronçon, dont la résistance est égale à la ré- sistance interne du consommateur, est commun aux deux sections de ce dernier diviseur de tension.
Les transformateurs T1 à Tn montés en série présentent un rapport de transformation ayant pour valeur
EMI15.1
tandis que le rapport de transformation des transformateurs T'1 à
EMI15.2
Tn est égal à Rai
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La disposition suivant 11 invention representee à titre d'ex- emple à la. fig.13 peut encore .être modifiée de plusieurs façons.
Ainsi par exemple les transformateurs T'1 à T'n peuvent être rem- placés par un seul transformateur général présentant le même rap- port de transformation. De même, il est encore possible de coupler les sections des diviseurs de tension de l'un des deux groupes galvaniquement en série ou en parallèle et de les relier à la sec- tion correspondante du diviseur de tension du consommateur par l'intermédiaire d'un seul transformateur de dimensions appropriées.
Lors de l'emploi d'un consommateur, dont la résistance est égale à la somme des résistances internes des sources de tension, le couplage entre les sections des diviseurs de tension a monter an série et la section faisant partie du diviseur de tension du con- sommateur peut être un couplage galvanique.
Dans ce cas, le cou- plaie de l'autre groupedes sections des diviseurs de tension est réalisé au moyen de transformateurs à rapport de transformation 1: . n Si la résistance interne du consommateur est égale a la nième partie de la résistance intérieure d'une source de tension, le couplage entre les sections des diviseurs de tension a brancber en parallèle et la section faisant partie au diviseur de tension du consommateur peut être un couplage galvanique. Le couplage de l'autre groupe de sections des diviseurs de tension est ei'fec- tué par l'intermédiaire d'un transformateur dont le rapport de transformation est .
1
Différentes variantes de la disposition suivant la fig.13 sont représentées à titre d'exemple aux fig.14 a 17.
La fig.14 montre à nouveau n sources de tension E1 à En chacune ayant Ri comme résistance intérieure. A chacune de ces sources de tension est branché en parallèle un diviseur de tension dont la résistance est égale à 3Ri. L'un des groupes formé par les sections de diviseurs de tension connectées en série est relié par l'intermédiaire d'un transformateur T présentant un rapport de transformation
EMI16.1
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à la section faisant partie du. diviseur de tension du consommateur E.
La couplage de l'autre groupe de sections des diviseurs de ten- sion à la section faisant. partie du diviseur de tension branché en parallèle aux. bornes du consommateur est réalisé par l'intermé- diaire d'un seul transformateur général ayant pour rapport de transformation la quantité
EMI17.1
Dans la disposition suivant la fig.15, le couplage des sec- tions, à connecter en série, des diviseurs de tension est réalisé par l'intermédiaire des transformateurs T1, T 2 etc.
jusqu'à Tn dont les enroulements secondaires sont connectés en série et dont le rapport de transformation a pour valeur
EMI17.2
Les sections de l'autre groupe sont connectées en parallèle et couplées au moyen d'un transformateur T dont le rapport de trans- formation a pour valeur
EMI17.3
La fig.16 montre une disposition suivant l'invention dans laquelle intervient un consommateur E de résistance interne n.Ri.
Le diviseur de tension branché en parallèle aux bornes du c onsom- mateur présente alors une résistance de valeur 3.n.Ri. Les, sec- tions, faisant partie de l'un des groupes, des diviseurs de ten- sion des sources'de tension sont connectées en série et reliées galvaniquement à la section faisant partie du diviseur de tension du consommateur, Le couplage des sections, à connecter en parallè- le, des diviseurs de tension est réalisé à l'aide d'un transfor- mateur général TS.
La fig.17 enfin montre le couplage galvanique des sections, montées en parallèle, des diviseurs de tension et le couplage:
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inductif des sections, à connecter en série, au moyen des trans- formateurs T1 à Tn dont les secondaires sont connectés en série.
Le consommateur présente dans ce cas une résistance interne ayant pour valeur R1. Le diviseur de tension branché en parallèle aux n bornes du consommateur présente une résistance ayant pour valeur 3Ri . Le rapport de transformation des transformateurs T à Tn est n n , 1
Dans les dispositions suivant l'invention décrites jusqu'à présent, il a été supposé que le consolateur peut, a son tour, devenir source de tension. Dans ces dispositions, la transmission peut ainsi s'effectuer dans les deux sens. Si l'on suppose a pré- sent qu'un des sens ae transmission doit être avantagé, que par exemple le consommateur ne présente aucune force électromotrice propre, les dispositions suivant l'invention peuvent être simpli- fiées de plusieurs façons.
De telles dispositions simplifiées sui- vant l'invention sont représentées, à tidre d'exemples, aux figu- res 18 à 21. Celles-ci supposent chaque fois que la transmission ne doit se faire que des n sources de tension vers le consomma- teur. Dans ce cas, le tronçon intérieur de chacun des diviseurs de tension raccordés aux bornes des sources de tension et les deux croncons extérieurs du diviseur de tension du consomatur ne sont parcourus par aucun courant, de sorte qu'ils peuvent être remplacés par une résistance nulle ou infinie.
La figure 18 montre la disposition avec n sources de ten- sion E1 à En ae résistance interne R1. Un diviseur de tension, présentant une résistance égale à 21fli est partagé en deux tron - cons égaux, est branché en parallele sur chaque source de pension.
Les tronçons gauches sont connectes en série et relies gelvani - quement au consommateur dont la. résistance a pour valeur n.Ri,
2 Le couplage des tronçons, se trouvant a droite, dans les divi- seurs de tension est réalisé par induction au moyen d'un trans - formateur général T. dans la. disposition suivant la fig.18, les tronçons moyens des diviseurs de tension représentés aux
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fig.13 à 17 et branchés aux bornes des sources de tension sont remplacés par des résistances nulles. De même, les tronçons exté- rieurs du diviseur de tension du consommateur sont remplacés par des résistances nulles.
La figure 19 montre une disposition suivant l'invention où les tronçons des diviseurs de tension non parcourus par un courant sont remplacés par des résistances d'une valeur infinie. Le cou- plage des tronçons, connectés en série, des diviseurs de tension est un couplage galvanique et celui des tronçons, à monter en parallèle, des diviseurs de tension est un couplage inductif réa- lisé au moyen d'un transformateur général T. Les notations utili- sées dans cette figure sont les mêmes que celles employées dans les figures antérieures.
Les figures 20 et 21 montrent des dispositions suivant l'in- vention où les consommateurs employés ont une résistance interne égale à 2nRi. Les tronçons des diviseurs de tension non parcourus par un courant sont, dans la disposition suivant la figure 20, remplacés par une résistance nulle ;dans la disposition suivant la fig.21, ils sont remplacés par une résistance infinie. Le couplage réalisé est également en partie galvanique, en partie inductif. Les notations correspondent encore toujours à celles em- ployées dans les figures expliquées antérieurement.
La fig.2a montre un exemple d'application particulier de la disposition suivant l'invention. Trois sources de ,tension E1 à.
E3 sont raccordées à deux consommateurs R1 et En de manière à ce que seul E2 alimente les deux consommateurs. Les forces électro- motrices dès trois sources de tension E1 à E3 ont représentées par ' 2 et 3 et lears résistances internes sont toutes éga- les à Ri. Chacune dé ces sources de tension est raccordée à un transformateur qui lui est propre T1 ou T2 ou T3. ces transforma- teurs sont pourvus chacun de deux enroulements secondaires. Le rapport de transformation des transformateurs a pour valeur 2/1 c'est-à-dire qu'il est suffisamment grand pour que le circuit de
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chaque source de tension soit correctement fermé.
Les enroule - ments secondaires à connecter aux consommateurs sont pontés par un diviseur de tension dont la résistance a pour valeur 2Ri. Cha- cun de ces diviseurs de tension est subdivisé en deux tronçons égaux. Les enroulements secondaires ne devant pas être reliés aux consommateurs sont chacun pontés par une résistance égale à Ri. Dans les diviseurs de tension, les tronçons non parcourus par un courant sont remplacés par des résistances nulles. Les tronçons gauches des diviseurs de tension branchés aux bornes des sources de tension El et E2 sont montés en série et relies galvaniquement au consommateur R1, leqael présente une résistance ayant pour valeur 4Ri.
Les sections se trouvant à droite dans les diviseurs de tension brancnés aux ,sources de tension E1 et E2 sont montées en parallèle et raccordées au consommateur R1 par l'intermédiaire d'un transformateur géneral T4. Le rapport de Transformation de ce transformateur général T4 a pour valeur .
Les sections des diviseurs de tension branchés aux bornes des sources de tension E2 et E3 sont raccordées d'une manière analo- gue au consommateur R- , lequel présente également une résistance interne égale à 4R1. Le couplage des sections des diviseurs de pension montées en série est ici aussi un couplage galvanique, celui des sections montées en parallèle des diviseurs de tension est réalisé par induction au moyen d'un tuansformateur général T5.
La source de tension E2 étant raccordee aussi bien au consomma - teur R1 qu'au consommateur R2, les (Jeux enroulements secondaires du transformateur T sont pontés par an diviseur de tension. Des résistances de compensation W sont encore intercalées en série avec les enroulements secondaires des transformateurs T1 à T3; elles ont pour mission d'amener la résistance interne de chaque enroulement secondaire a la valeur R1. Le rapport de Transforma- tion des transformateurs T1 a T3 peut par conséquent être augmen- té d'une manière connue.
Si une ou plusieurs sources de tension doivent être raccor- dées à plus de deux consommateurs, les transformateurs branchés
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aux bornes des sources de tension doivent présenter un certain nombre d'enroulements secondaires correspondant au nombre de con- sommateurs. Les circuits des enroulements secondaires devenus li- bres des transformateurs doivent être fermés par des résistances correspondant aux résistances de fermeture des autres enroule- ments secondaires. S'il y a plus de trois sources de tension, le nombre de transformateurs diviseurs doit être augmenté tout comme le nombre d'enroulements. primaires des .transformateurs généraux.
L'un des diviseurs de tension peut évidemment être remplacé. par tout autre dispositif permettant de réaliser indépendamment et simultanément un montage en série et en parallèle, par exemple par un transformateur à prise médiane, dans la connexion. commune duquel est intercalée une résistance de l'ordre de grandeur de la résistance interne de la cource de tension.
Le montage suivant l'invention dans son.ensemble est enfin approprié d'une façon toute spéciale à l'adaptation exacte et au. montage des circuits à fonctionnement retardé faisant partie des compensateurs à circuits multiples sans donner lieu à une induc- tion réciproque sur l'amplificateur de réception, ce qui repré- sente un.sérieux avantage du compensateur à circuits multiples par rapport au compensateur à circuit unique.
La disposition suivant l'invention peut être encore employée avantageusement dans des installations pour le sondage par écho. où les transformateurs sont utilisés soit comme récepteurs, soit comme émetteurs. Le problème qui se pose dans ces installations est le suivant il faut protéger l'amplificateur de réception, relié par l'intermédiaire du transformateur d'énergie au généra- teur-émetteur, contre la tension d'émission élevée de ce dernier c'est-à-dire qu'il faut réaliser une liaison électrique entre une source de tension - le générateur-émetteur - et un consommateur - le transformateur d'énergie - de manière à ne pas influencer un second consommateur - en l'occurence l'amplificateur de réception- auquel est raccordé le premier consommateur jouant le rôle de source de tension.
Ce problème se trouve avantageusement résolu
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en utilisant une disposition suivant la présente invention, Un diviseur de tension est alors branché en parallèle aux bornes du transformateur d'énergie, ce diviseur étant partage en trois 'cron- çons.
Le premier et le second tronçons sont connectes en parallè- le sur le générateur-émetteur, le second et le troisième tronçons s ont connectés en parallèle sur 1'amplificateur de réception. Afin d'obtenir un rapport favorable entre le rendement du générateur- émetteur et le facteur d'utilisation du transformateur utilisé comme récepteur, le diviseur de tension; connecté en parallèle sur le transformateur, est, de préférence, subdivisé, non pas en trois tronçons égaux présentant chacun une resistance R1, mais en tronçons ayant respectivement pour résistance les valeurs vRi, Ri et Ri . La résistance totale du diviseur de tension sera alors v vRi + Ri + Ri .
Le générateur-émetteur présentant une résistance v intérieure Ri égale à celle du transformateur sera raccordé à la section du diviseur de tension de résistance vRi + Ri ;tandis que l'amplificateur-récepteur de résistance intérieure identique Ri est relié à la section du diviseur de tension ayant pour résis- tance Ri + Ri v a pour valeur un nombre entier, au moins égal v à un, de préférence cependant compris entre quatre et huit.
Comme il sera encore montré plus tard, il s'est avéré comme particulièrement avantageux de constituer le diviseur de tension sous forme d'une résistance ayant pour valeur 31Ri et de le
5 subdiviser en trois tronçons ayant respectivement pour résistances 5Ri' Ri et Ri ,
5 A la figure 23 est représentée une installation pour le sondage par écho pourvue d'une disposition suivant l'invention.
Dans cette figure, 1 représente l'oscillateur électroacoustique de résistance interne R., a l'entrée duquel est branché en paral- lèle un diviseur de tension 2. L'oscillateur 1 est utilisé aussi bien comme récepteur que comme émetteur. Le diviseur de tension 2 est constitué par les trois tronçons 3, 4 et 5.
Le tronçon 3 pos- sède une résistance propre de l'ordre de 5 Ri la résistance du
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tronçon 4 est la même que celle de l'oscillateur 1, donc a pour valeur Ri ; quant au tronçon 5, sa résistance est égale à Ri 5 Les deux tronçons 3 et 4 du diviseur de tension sont disposés en parallèle sur la sortie d'un générateur à lampes 6 tandis que.les, tronçons 4 et 5 du diviseur de tension sont branchés en parallèle à l'entrée d'un amplificateur-récepteur 7. La résistance interne du générateur à lampes 6 tout comme celle de l'amplificateur de réception 7 est égale à Ri.
Les figures. 24 et 25 permettent de démontrer que le diviseur de tension 2 (fig.23) protège effectivement l'amplificateur-ré- cepteur 7 pendant la période d'émission contre toute surmodula- tion. La fig.24 montre un schéma équivalent de l'installation pour le sondage par écho suivant la fig.23. L'oscillateur présen- te une résistance interne Ri et est parcouru par lecourant i.
Les trois tronçons du diviseur de tension présentent respective- ment, de gauche à droite, des résistances vR1' R1 et Ri. il est supposé que l'oscillateur sert d'émetteur. Le générateur G de ré- sistance interne égale à Ri, possède une force électromotrice .
Il est parcouru par le courant iv. L'amplificateur V possède une résistance intérieure Ri et est parcouru par un courant il/v L'équation de tension pour l'oscillateur est la suivante .
EMI23.1
celle-ci peut être transformée en 1' équation
EMI23.2
De cette dernière peut être déduite la relation déterminant la valeur du courant i. On obtient de la sorte
EMI23.3
L'équation de tension pour le générateur peut s'écrire :
EMI23.4
EMI23.5
(5) viv + il/v- vi - i = 0 , l'équation (4) peut se modifier et devient
EMI23.6
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laquelle permet de calculer la courant iv circulant à travers le générateur : (7) $iv = t/2Ri.
EMI24.1
L'équation de tension pour l'ahiplificateur peut ±J' ecrire
EMI24.2
qui peut se transformer en l'équation (9) Ri.i1/v = 0 .
La valeur du courant traversant l'amplificateur est duterminee per la relation (10) il/v = 0 .
En tenant compte des équations (7) et (le); il est possible
EMI24.3
de zraci.,ioi.ner 1'équation (3) en .1..' éqw<.atiol1 suivante
EMI24.4
Cn peut déduire de l'équation (7) que le générateur est correcte- ment adapté. L'équation (10) montre que l'amplificateur n'est pas charge pendant l'éission; il sera démontré ultérieurement qu'il est aussi correctement adapte.
Ce qu'il est encore intéressant de calculer c'est le rende- ment de la disposition. La puissance absorbée par l'oscillateur servant d'émetteur estfournie par l'équation
EMI24.5
laquelle peut être déduite en partant de l'équation (11). Tou- jours en tenant compte dE! cette équation (11), Inéquation déter- minant la puissance fournie par le générateur peut s'écrire :
EMI24.6
Le rendement est dès lors représenté par le rapport entre les deux équations (12) et (13) et a pour expression :
EMI24.7
Si l'on donne à la quantité v la valeur 3, le rendement ob- tenu sera de 56 %.
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Il reste encore à démontrer que l'amplificateur est correc- tement adapté à l'oscillateur. Dans ce but, le schéma, équivalent suivant la figure 24 doit être modifié de manière à ce que ce soit à présent l'oscillateur qui fournisse le courant tandis que le générateur et l'amplificateur doivent être considérés comme con- somateurs. Le courant circulant dans l'oscillateur sera à nou- veau i, celui dans le générateur sera iv et dans l'amplificateur i1/v.
L'équation de tension suivante peut à présent être écrite pour l'oscillateur :
EMI25.1
on peut en déduire la valeur du courant i, déterminee par la re-
EMI25.2
lation lotion (16) i= tê t 1tv 1tl Ri(2fv+v 2tvt V . lv * 2.tvt I/V =#'C'...'.Y... + v i - 1 , 1 :ft.i ( ltv ) 1+v v 1/V 1%v L'équation de tension pour le générateur est :
EMI25.3
ou. bien
EMI25.4
de laquelle on peut déduire la valeur du courant iv circulant dans le générateur, valeur déterminée par la relation
EMI25.5
L'équation de tension pour l'amplificateur est
EMI25.6
ou blen
EMI25.7
et le courant traversant l'amplificateur peut être calculé par l'équation
EMI25.8
Tenant compte des relations (19) et (22), l'équation (16) petit, se transformer et devenir :
EMI25.9
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Cette dernière démontre que le récepteur est correctement adapté.
Si on donne à nauveau au facteur V la valeur 3, le degré d'utilisation du récepteur suivant l'équation (22) a pour valeur
0,35. t/2 Ri.
Il est constaté que pour v = 3, les conditions sont relati- vement favorables car le rendement du générateur est encore très éleve et le degré d'utilisation du récepteur n'est pas encore trop faible.
Le degré d'utilisation relativement bas au récepteur ne peut d'ailleurs pas être considère comme defavorable car d'une part, dans les installations usuel-Les pour le sondage par écho, les amplificateurs; par suite du niveau des parasiter, ne peuvent souvent pas être utilisas a fona tandis que, d'autre part, une qugmentation au aejré d'amplification peut, si cela s'avère neces- saire, compenser la diminution de sensibilité du récepteur.
Il a été constate comme particulièrement avantageux de don- ner au facteur v une valeur comprise entre quatre et huit. Si l'on détermine notamment le rapport entre l'amplitude utile et l'amplitude parasite ainsi que la puissance totale de l' oscilla- teur en fonction de v, il est possible de tracer une courue en multipliant chaque lois deux crdonnées calculées pour une même valeur de v ; on constate que cette courbe présente un maximum dans la région allant de v = 4 à v = 8. Le rendement d'une ins- tallation pour sondage par écho suivant l'invention est le plus favorable lorsqu'on donne a v la valeur 5.