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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Résistance électrique bobinée.
L'invention concerne une résistance .électrique bobinée, dans laquelle un fil ou un ruban boudiné avec ou sans noyau, est enroula sur un support. Ce mode d'enroulement est fréquemment utilisa' dans les Résistances bobinées de pr-écision pour loger facilement dans un espace assez restreint un long fil mince, ce qui est particulièrement important dans les appareils de mesure et autres. On peut enrouler le fil boudiné autour d'un support cylin- drique, c'est-à-dire en constituer une seconde hélice. Cependant, les dimensions de la résistance sont alors assez grandes et, de plus, pour l'utilisation en courant .alternatif de fréquence très élevée, la self-induction acquiert une valeur trop élevée.
Pour réduire les dimensions, le fil boudiné peut .éventuellement être enroula bifilairement en plus d'une couche, mais ceci présente un autre inconvénient: la capacité de la résistance devient trop éle- vée et, de plus, l'isolement des spires suscite des difficultés.
L'invention fournit une résistance du genre spêcifié dans laquelle une assez grande quantité de fil, bien isolé, est logée dans un espace assez restreint, tandis que la self-induction parasitaire et la capacité parasitaire sont réduites au miniumm.
Suivant l'invention, la résistance consiste en un certain nombre de galettes accolées, dont chacune est constituée par un fil bou- diné enroule en spirale plane; les spires d'une spirale et les spirales sont séparées par des couches de matière isolante.
Ce procédé d'enroulement assure un'bon"facteur de rem- plissage", en d'autres termes la place disponible pour la résis- tance est bien utilisée, de sorte que les dimensions de la rêsis- tance sont minima. Ce r-ésultat n'est pas lié à une grande capaci- tê propre ou une grande self-induction propre, car, d'une part, les spirales sont disposées l'une derrière l'autre, de sorte que leurs capacités propres se trouvent en série, et, d'autre part, comme le prouvera la suite du mémoire, la self-induction propre peut être supprimée en grande partie en enroulant les spirales planes alternativement dans un sens et dans l'autre. De plus, cette exécution permet de réaliser facilement un bon isolement entre les spires des spirales et le fil boudiné, assez délicate est bien protégé.
Ce fil peut être noyé dans un disque en matière céramique dans lequel est ménag.ée une rainure en spirale; ces disques ou galettes peuvent constituer des unités de montage in- dépendantes, de sorte que des galettes d'un type déterminé per- mettent de composer des résistances de différentes grandeurs. par fil De préférence, le diamètre de libellée constituée par le fil boudiné est choisi par rapport à l'épaisseur minimum @
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'de la couche isolante compris entre deux spirales voisines et à celle de la couche comprise entre deux spires consécutives d'une spirale, de manière que, toutes autres dimensions de la résistance étant fixées, la longueur du fil soit maximum.
Comme le prouvera la suite du mémoire, les autres dimensions étant fixées, la longueur du fil en fonction du diamètre de l'hélice présente un maximum qu'il est facile de déterminer par le calcul.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin, faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les figs. 1, 3 et 4 montrent en coupe quelques modèles d'exécution de la résistance conforme à l'invention. La fig. 2 est un graphique relatif à cette résistance.
La fig. 1 montre une résistance conforme à l'invention, dont le support 1 consiste en un cylindre en matière isolante, par exemple en céramique, en verre, en résine synthétique, en carton, etc. dans lequel sont ménagés des creux 3, qui affectent la forme de disques. Dans ces creux se loge la résistance constituée par un fil 7, boudiné sur un noyau 5, en amiante par exemple ; fil boudiné est enroulé à son tour en une spirale plane. Deux spires consécutives d'une spirale sont séparées par un ruban de matière isolante, par exemple d'amiante ou de fil de verre tissé. Le dessin ne montre que deux spirales planes, dont chacune remplit l'un des creux 3; le nombre de spirales peut cependant être beaucoup plus grand.
La longueur totale L'd'un fil boudiné en hélice de diamètre d et de longueur axiale 1. est, pour un pas d'enroulement f,
L = l " d....... (1) f
Lorsque ce fil boudiné est enroulé en forme de spirale plane de pas , de diamètre intérieur D1 et de diamètre extérieur d2 (voir fig. 1),
EMI2.1
1 = D2. + D:1 . or . % - .,./ D2 - Dl) (.2)
2 2s 4s La longueur totale de fil Ls d'une résistance de longueur axiale 11, composée d'un certain nombre de spirales planes coaxiales d'épaisseur h est (D-Dl
EMI2.2
L s s il rG 8 D - D12)d ............ h 4 sf Si w est l'épaisseur minimum de la matière isolante comprise entre deux spires voisines (voir fig. 1) et b celle de la couche isolante comprise entre deux spirales planes voisines,
EMI2.3
L s 1 d2 Dl")..........(4) 1s = Ir. ij (.2 - l )6- .........
(4) 4f (w + d) (b + d) La fige 2 montre les variations de Ls en fonction de d, pour une valeur fixe déterminée de chacune des autres grandeurs. Cette courbe montre que, pour une valeur optimum déterminée de d, la longueur du fil est maximum. Il suffit de différentier la formule 4 pour déterminer cette valeur do . On obtient alors
EMI2.4
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La fig. 3 montre une partie d'une résistance conforme à l'invention, d'exécution quelque peu différente. Chaque spirale plane y consti- tue une unité de montage indépendante composée d'un support en forme de disque, par exemple en céramique, dans lequel est ménagée une rainure 13 en forme de spirale ; cette rainure est logée la spirale 5,7 qui, pour le reste, est identique à celle montrée sur la fig. 1.
Les extrémités de la spirale sont reliées électrique- ment à des languettes de connexion appropriées 15 et 17.
Cette exécution présente l'avantage suivant : un type déterminé de l'unité de résistance représentée permet, par un montage en série approprié, par exemple sur une tige isolante, d'un nombre convenable d'unités, de constituer un certain nombre de ré- sistances différentes. Un montage approprié fait en sorte que le courant traverse les unités en sens inverse, ce qui permet de ré- duire au minimum la self-induction. De plus, la capacité propre de cette résistance est très faible, car les capacités propres des diverses unités sont montées en série.
La fig. 4 montre une unité de résistance analogue à celle représentée sur la fig. 3, mais qui en diffère par le fait qu'elle comporte deux spirales planes. Le nombre d'unités du type représenté sur la fig. 4, requis pour constituer une résistance totale déterminée est égal à la moitié du nombre d'unités du type représenté sur la fig. 3. Pour éviter les coudes brusques dans l'hélice 5, 7 les deux spirales planes montrées sur la fig. 4. seront enroulées dans le même sens ; on veillera à ce que le cou- rant traverse en sens inverse des spirales voisines appartenant à diverses unités.
Les figures montrent que les spirales planes et les spires de ces spirales, sont séparées par une bonne isolation, ce qui est particulièrement important pour les résistances de pré- cision. Les figures montrent aussi que les spirales sont parfai- tement protégées contre les agents mécaniques, de sorte que l'em- ploi de fils très minces, de 15 microns, voire moins, ne peut susciter des difficultés.
Il y a lieu de noter que le fil boudiné peut lui-même déjà être spiralé; les spirales planes sont alors enroulées à l'aide de fil doublement spiralé.