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LAMPE OSCILLATRICE.-
La présente invention a pour objet une lampe oscillatrice compor- tant un tube à décharge électrique dans un gaz raréfié, soumis à une tension inférieure à la tension de décharge, dont la décharge provoque une propagation rapide d'ions, qui sont utilisés à une certaine distance de leur zone de for- mation,et avec un décalage dans le temps, pour provoquer une nouvelle déchar- ge dans le tube à décharge électrique, et ainsi de suite.
Suivant un premier mode de réalisation, les ions provoqués par la décharge du tube à décharge, ionisent un second tube à décharge électrique dans un gaz raréfié dont les électrodes sont soumises à une tension inférieure à la tension de décharge, une décharge se produit dans ce second tube avec un certain décalage dans le temps, et le même phénomène se reproduit du second au premier tube, et ainsi de suite.
A cet effet, les deux tubes à décharge sont réunis par un conduit dont la longueur est choisie pour qu'il soit parcouru par les ions dans un temps correspondant au déphasage désiré.
Il est bien entendu que, par tube à décharge, on a voulu désigner l'ensemble constitué par deux électrodes dans une enceinte de forme quelconque, qui peut notamment ne pas être tubulaire; l'ensemble des deux électrodes ou chaque ensemble de deux électrodes peut être disposé de toute manière appro- priée à l'intérieur de la dite enceinte.
Du reste, la propagation rapide d'ions provoquée par la décharge dans le tube à décharge électrique, peut être utilisée de toute autre manière pour provoquer, avec un décalage dans le temps, une nouvelle décharge dans le tube en question, et ainsi de suite; c'est ainsi que cette propagation rapide d'ions peut être utilisée pour faire fonctionner un dispositif d'amorçage quel- conque du tube à décharge.
Le dessin annexé à la description correspondante permettront de mieux comprendre l'invention.
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La figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réali- sationo
La figure 2 montre les variations de tension en cours de fonc- tionnement.
La figure 3 est une vue schématique d'un second mode de réali- sation de l'invention.
La figure 4 montre les variations correspondantes de la tension en cours de fonctionnement.
La figure 5 montre une première variante.
La figure 6 montre une seconde variante.
La figure 7 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention.
La figure 8 montre une variante de ce mode de réalisation.
La lampe représentée à la figure 1 comporte deux tubes en quartz 1 et 2 reliés par un conduit 3 également en quartz ; chacun de ces tubes, deux électrodes 4 et 5 d'une part, et 6 et 7 d'autre part, sont disposées face à face; le tube 1 comporte, en outre, une électrode d'amorçage 8, disposée à une très faible distance de l'ordre du millimètre, par exemple, de l'électrode 4.
Les électrodes 4 et 5 sont réunies aux bornes 9 et 10 entre les- quelles existe une différence de potentiel appropriée, avec interposition d'une résistance 11; une capacité 12 est montée en parallèle avec le tube 1
Les électrodes 6 et 7 sont également réunies à des bornes 13 et 14, entre lesquelles existe une différence de potentiel appropriée, avec in- terposition d'une résistance 15 ; capacité 16 est montée en parallèle avec le tube 2.
En supposant qu'une différence de potentiel de 1. 500 volts soit nécessaire dans les conditions de travail pour provoquer des décharges dans les tubes 1 et 2, on peut utiliser convenablement une différence de potentiel de 1.100 volts aux bornes 9 et 10, et 13 et 14; aucun courant ne passera donc ni dans le tube 1, ni dans le tube 2.
Supposons tout d'abord que le tube 3 soit scellé en son milieu.
Si on produit une décharge très brève entre l'électrode 4 et l'électrode d'amorçage 8, en appliquant une différence de potentiel de 1.100 volts par exemple, cette décharge provoque une forte ionisation de l'espace compris entre ces deux électrodes et une dispersion des ions à l'intérieur de l'ampoule 1 et évidemment aussi dans le conduit 3. Il en résulte que, même à la tension insuffisante de 1.100 volts existant entre les électrodes 4 et 5, une décharge se produit. Celle-ci entraîne une chute de tension à la résis- tance 11, jusqu'à la valeur 700 volts, valeur correspondant à l'extinction de l'arc. Les valeurs réciproques de la résistance 11 et de la capacité 12 sont choisies de façon telle que la constante de temps, lors de la décharge, est très petite.
Après l'extinction de la lampe, la tension entre les deux élec- trodes reprend sa valeur initiale de 1,100 volts, c'est-à-dire inférieure à la tension d'amorçage et aucun autre amorçage ne se produit plus par consé- quent.
Examinons maintenant les phénomènes accompagnant la décharge qui se produit entre les électrodes 4 et 5.
1 Les molécules existant avant la décharge dans l'espace compris entre les électrodes 4 et 5 se transforment partiellement en ions positifs et négatifs.
2.- L'espace entre les deux électrodes devient ainsi très bon conducteur.
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3 La décharge est accompagnée par une élévation considérable de la température du gaza
4 Cette élévation de température entraîne la dilatation du gaz ionisé. Au moment de la décharge, il y a donc entre les différentes par- ties de la lampe des différences de pression, qui tendent à s'équilibrer ra- pidement. Par conséquent, les ions se répartissent un peu partout dans le tube 1 et dans la partie accesible du conduit 3.
Examinons maintenant ce 'qui se passe dans la lampe telle qu'elle est utilisée effectivement, le conduit 3 n'étant plus scellé en son milieu et permettant, par conséquent, une libre communication entre les deux tubes 1 et 2. Lors d'une décharge entre les électrodes 4 et 5 du tube 1, il y a donc, comme il vient d'être expliqué, une forte dilatation du gaz ionisé et une dis- persion des ions. Certains de ces ions arriveront à travers le conduit 3 dans le tube 2. L'expérience a montré que la quantité de ces ions est relativement très élevée et que ces derniers peuvent, dans certaines conditions, déclencher une décharge entre les électrodes 6 et 7 du tube 2.
Le temps écoulé entre la décharge dans le tube 1 et celle dans le tube 2 dépend essentiellement de l'in- tensité de la décharge dans le tube 1, de la température ambiante et de la longueur du conduit 3 reliant les deux tubes 1 et 2. Pour une lampe donnée, cette intensité est évidemment: au moment de la décharge, fonction de la ré- sistance 11 et de la résistance interne de la lampe. Etant donné que les deux , circuits sont identiques, les phénomènes dans le tube 2 sont les mêmes que dans le tube lo Les valeurs de la résistance 11 et de la capacité 12 sont choi- sies de façon telle que la constante de temps nécessaire pour que la tension aux bornes des électrodes 4 et 5 reprenne sa valeur initiale, soit inférieure au temps que nécessitent les ions pour traverser le conduit 3 reliant les tubes 1 et 2.
On en déduit que, lorsque les ions venant du tube 2 reviennent dans le tube 1, à la suite de la décharge dans le tube 2, la tension a de nou- veau atteint sa valeur initiale, correspondant à 700 volts. Ce phénomène se répète donc indéfiniment.
La figure 2 montre la répartition des tensions aux bornes des électrodes 4 et 5, d'une part, et 6 et 7 d'autre part, et leur décalage en fonction du temps. Les tensions sont portées en ordonnées et le temps en abscis- ses.
Pour une lampe donnée, on a obtenu les caractéristiques suivantes: amorçage de décharge correspondant à 1500 volts (par exemple en augmentant la tension aux bornes des électrodes 4 et 5 jusqu'à ce qu'une décharge se produi- se). L'extinction de l'arc est obtenue vers 700 volts. Comme ce graphique le montre, une tension continue de 1100 volts est appliquée aux électrodes 4 et 5, d'une part,et 6 et 7, d'autre part. Lors d'une décharge dans le tube 1, dé- clenchée par l'électrode d'amorçage 8, la tension aux bornes 4 et 5 descend jusqu'à la tension de l'extinction de l'arc, c'est-à-dire jusqu'à 700 volts, comme le montre la courbe a,b. Elle reprend sa valeur initiale après un temps très bref concrétisé par la courbe b,c et elle conserve cette valeur jusqu'au retour des ions venant du tube 2, ce qui se traduit sur le graphique par la partie rectiligne-e-d.
Une nouvelle décharge d, e, se produit alors, puis une charge e, f et un nouveau palier f, g, et ainsi de suite.
Les variations des tensions aux bornes des électrodes 6 et 7 du tube 2 sont représentées de même par la courbe a' b' c' d' e f g' qui est semblable à la courbe a b c d e f g avec un décalage de temps égal à la moi- tié du temps d'un cycle complet, c'est-à-dire que l'abscisse du point b' est égale à la moitié de la somme des abscisses des points a..et d.
Pratiquement, il est inutile d'avoir deux tensions séparées pour les tubes 1 et 2. La figure 3 montre un schéma de travail comportant une seule batterie de tension continue et un circuit oscillant constitué par un solénoi- de 17 et deux capacités 18 et 19.
Le solénoîde 17 est l'élément servant à l'utilisation du courant oscillant obtenu ; ilpeut, par exemple, être le solénoîde d'un four à haute
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fréquence.
La figure 4 montre quelle est alors la répartition des tensions en fonction du temps entre les points 20 et 21 du circuit, chacune des dents de scie abc,def, ...... correspondant à une décharge dans le tube I, tandis que chacune des dents de scie a', b', c', @ correspond à une décharge dans le tube 2. On voit que, dans ce cas, chaque décharge provoque'une chute de tension entre 20 et 21.
En appliquant une tension de 1100 volts entre les bornes 22 et 23, les capacités 18 et 19 se chargent, comme il a été expliqué plus haut.
Cette tension de 1100 volts est insuffisante pour provoquer une décharge.
Si on provoque une décharge très brève entre l'électrode 4 et l'électrode d'amorçage 8, cette décharge entraîne l'amorçage entre les élec- trodes 4 et 5 et court-circuite les capacités 18 et 19 à travers le solénoide 17. Ce dernier reçoit donc une impulsion de courant brève, mais intense. Cette décharge est oscillante.
Un certain temps après l'extinction de l'arc entre les électrodes 4 et 5 du tube 1, les ions arrivent dans le tube 2 par le processus déjà expli- qué Mais, avant que les ions n'arrivent dans le tube 2, la tension aux bornes 20 et 21 a repris sa valeur initiale. Il y a alors amorçage d'arc dans le tube 2 et ainsi de suite.
On a donc réalisé ainsi une génératrice d'oscillations qui peut être utilisée pour de nombreuses applications.
On obtient aisément 10.000 décharges par seconde et selon la construction de la lampe on peut l'utiliser pour alimenter un four à hautes fréquences de plusieurs KW.
Il est bien entendu que ces modes de réalisations de l'invention ont été décrits à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention ; ainsi notamment qu'on peut prévoir le refroidissement des électrodes 4, 5, 6 et 7 par un liquide tel que l'eau pour éviter un éehauffement exagéré.
Les lampes montrées aux figures 5'et 6 sont semblables à celles décrites aux figures précédentes si ce n'est que leur enceinte est de forme différente.
L'enceinte de la lampe montrée à la fig. 5 est constituée par un tube rectiligne à chacune des extrémités duquel sont groupées les deux électrodes 4 et 5, d'une part, 6 et 7 d'autre part, et dont la partie centra- le constitue le conduit 3, une électrode d'amorçage 8 ou tout autre dispositif d'amorçage, complète cette lampe.
La lampe représentée à la figo 6 diffère de la précédente unique- ment en ce que son enceinte est constituée par un tube en U.
Dans le mode de réalisation montré à la fig. 7, le tube à déchar- ge électrique 1 comprend comme précédemment les deux électrodes 4 et 5, re- liées aux bornes 9 et 10; l'électrode d'amorçage 8 et l'électrode 4 sont re- liées respectivement aux bornes 31,32 soumises à une différence de potentiel suffisante pour provoquer une décharge entre l'électrode 4 et l'électrode d'amorçage 8, quand le circuit d'amorçage est fermé en 33.
Le conduit 3 com- porte, à son extrémité opposée au tube 1, deux électrodes 34, 35, reliées électriquement respectivement à la borne 32 et à l'électrode 4
Le fonctionnement est -le suivant :
Pour amorcer la lampe, on court-circuite un instant les électrodes 34-35 par le contacteur 33 ; la différence de potentiel entre les bornes 31 et 32 provoque une très brève décharge entre l'électrode 4 et l'électrode d'amor- çage 8; cette décharge ionise 1?espace entre les électrodes 4 et 5 et provoque une décharge entre ces électrodes ; décharge provoque, à son tour, une. formation d'ions qui se propagent rapidement dans le tube 3 et se déchargent
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entre les deux électrodes 34 et 35;
l'espace entre ces deux électrodes de- vient conducteur et la différence de potentiel entre l'électrode 4 et l'électroae d'amorçage 8 dans le circuit 8, 31, 32, 34, 35, 4 est suffi- sante pour provoquer une nouvelle décharge entre la dite électrode 4 et l'électrode d'amorçage 8u
Le cycle recommence comme il vient d'être indiqué.
Une lampe de ce type est tout particulièrement stable et peut avantageusement être utilisée en télévision.
On peut, également, de façon connue en soi, remplacer l'élec- trode d'amorçage 8 par une spirale 36 et une petite capacité 37 qui donne- ront des résultats analogues.
Il est bien entendu que ces modes de réalisation de l'inven- tion ont été décrits à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. 0-lest ainsi notamment que, bien qu'on ait représenté une source de courant électrique continue, la lampe peut aussi fonctionner avec du courant alternatif.
REVENDICATIONS.
1.- Une lampe oscillatrice comportant un tube à décharge élec- trique dans un gaz raréfié, caractérisée en ce qu'elle fonctionne sous une tension inférieure à la tension de décharge, sa décharge provoquant une pro- pagation rapide d'ions qui sont utilisés à une certaine distance de leur zone de formation, et avec un décalage dans le temps, pour provoquer une nouvelle décharge dans le tube à décharge et ainsi de suite.