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"Condensateur lectrolytique"
La présente invention se rapporte aux conden- sateurs électrolytiques. Bien que certaines caractéris- tiques de l'invention soient également applicables aux condensateurs polaires, en particulier à ceux fonction- nant à très basse tension et à une capacité élevée, l'in- vention s'applique tout particulièrement à des condensa- teurs du type non polaire conçus pour servir avec des tensions alternatives.
L'invention a pour but principal de miniaturiser les condensateurs utilisés à ?.'heure actuelle tout en
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conservant et même en augmentant leur efficacité et sur- tout leur caractéristique nominale volts-micro-farads.
L'invention cherche également à réduire le prix de revient des condensateurs.
D'autres buts de l'invention ressortiront dans la description qui va suivre.
Pour accomplir les objectifs énoncés, une carac- téristique de l'invention consiste à munir le condensateur d'un récipient dans lequel sont disposées de façon iso- lante deux électrodes cylindriques, d'une masse sensible- ment égale et très rapprochées l'une de l'autre, convena- blement dimensionnées, l'une de ces électrodes étant creuse et la seconde étant disposée dans l'électrode creuse, ces électrodes étant séparées du récipient et étant construites en tantale fritté ou en un métal fritté équivalent.
Sur le dessin annexé:
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation préféré de l'invention;
La figure 2 est une coupe transversale par *.La ligne 2-2 de la figure 1 ;
La figure 3 est une coupe longitudinale partielle seriblable à la figure 1 mais montrant une variante de réalisation; et
La figure 4 est une vue semblable à la figure 1 montrant une autre variante de l'invention.
Le condensateur électrolytique selon l'invention comprend une électrode cylindrique intérieure 1, disposée, à l'intérieur d'une électrode cylindrique extérieure creuse 2. Le ternie "oylindrique" utilisé dans la présente description a son sens mathématique, c'est-à-dire ne se
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limitant pas obligatoirement à des sections transversales circulaires. L'électrode cylindrique intérieure 1 n'est pas obligatoirement pleine bien qu'elle soif ainsi repré- sentée, et les deux électrodes 1 et 2 n'ont pas obliga- toirement, comme il est représenté, sensiblement la même longueur.
Les électrodes 1 et 2 sont formées en poudre comprimée et frittée de tantale ou d'un autre métal ré- fractaire, résistant à la corrosion, chimiquement inerte et capable de former sur sa surface une pellicule d'oxyde anodique, chimiquement et électriquement stable. Parmi les métaux possibles, on citera outre le tantale déjà men- tionné, le zirconium, le titane, le niobium et leurs al- liages.
Un fil conducteur 3 est noyé dans une extrémité de l'électrode intérieure 1 ou est soudé à cette dernière (figure 4), et un fil conducteur 5 est représenté comme étant soudé à une extrémité de la surface extérieure de l'électrode extérieure 2. A la figure 1, les conducteurs 3 et 5 sont connectés aux mêmes extrémités des électrodes respectives 1 et 2, et sur la figure 4 ces connexions sont réalisées avec les extrémités opposées des électro- des. Les fils conducteurs 3 et 5 peuvent être formés du même métal que les électrodes ou d'un autre métal équiva- lent ou différent.
Selon la figure 1, les fils conducteurs 3 et 5 traversent un bouchon isolant et étanche 4 qui obture l'extrémité ouverte d'un récipient 6 en forme de godet dans lequel les électrodes sont disposées. A la figure 4, les fils conducteurs traversent des bouchons respectifs
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isolants et étanches 4 qui obturent les extrémités oppo- sées du récipient 6, qui est ouvert dans ce cas aux deux bouts. Ce récipient 6 peut être construit en un matériau quelconque, par exemple en tantale, aluminium, argent ou même en un matériau non métallique par exemple une matière céramique ou plastique.
Les bouchons 4 peuvent être.cons- truits en tout matériau obturant convenable, par exemple certains types, de caoutchoucs ou de matières plastiques synthétiques parmi lesquelles on mentionnera le polytétra- fluoréthylène vendu sous la marque déposée "Teflon", et le polyfluorochloréthylène vendu sous la marque déposée "Kel-P". Les joints étanches réalisés par les bouchons 4 peuvent être encore améliorés en sertissant la ou les extrémitésdu récipient 6 contre le ou les bouchons iso- lants 4, comme il est montré en 17.
Puisque le polytétrafluoréthylène et le polyfluo- rochloréthylène ne sont ni l'un ni l'autre très élastiques le ou les joints à la ou aux extrémités du récipient 6 peut ou peuvent être rendu (s) encore plus étanche (s) en utilisant un composé obturant tel qu'une résine époxy, com- ne il est montré en 10 à la figure 3. Les extrémités su- périeures des fils conducteurs 3 et 5 sont représentées à la figure 3 comme étant connectées dans la résine époxy. à des fils conducteurs 11 et 12 respectivement.
L'électrode extérieure 2 est espacée, comme il est montré en 7, de la surface intérieure du récipient 6.
Un élément d'espacement isolant, qui n'est pas représenté à la figure 1 mais représenté en 13 à la figure 4, peut être introduit dans cet espace 7 afin d'empêcher tout contact entre l'électrode extérieure 2 et la paroi intérieure du
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récipient 6. L'espace 7 doit être très petit afin d'assu- @ rer un ajustage étroit entre l'électrode extérieure 2 et la surface intérieure du récipient 6.
On a représenté les électrodes 1 et 2 comme étant séparées l'une de l'autre par un espace 8 d'une section transversale très faible et dans lequel on peut introduire un autre élément isolant d'espacement qui n'est pas repré- senté à la figure 1, mais est représenté en14 à la fi- gure 4, afin d'éviter un contact de court-circuit entre les deux électrodes 1 et 2.
Un autre élément d'espacement 9, ayant la forme d'un disque circulaire, peut être interposé entre les extrémités des électrodes 1 et 2 et le ou les bouchons d'étanchéité 4. Puisque les fils conducteurs 3 et 5 sont représentés comme traversant les éléments d'espacement 9, ces derniers en plus du rôle d'étanchéité qui leur est dévolu, remplissent une autre fonction, à savoir celle de garantir que le fil conducteur 5 de l'électrode extérieure 2 ne.puisse venir en contact avec l'électrode intérieure 1 ou, dans le cas de la figure 1, avec son fil conducteur-3.
Les éléments d'espacement 9, 13 et 14 peuvent être en carton, en une matière plastique ou en une autre substance convenable. Grâce aux divers éléments d'espace- ment 9, 13 et 14, les électrodes 1 et 2 sont disposées de façon isolée dans le récipient 6. Les éléments d'espace- ment peuvent être imprégnés d'un éleotrolyte convenable qui peut être liquide ou semi-solide (un exemple de l'élec- trolyte semi-solide étant le bioxyde de'manganèse). Ceci constitue un des procédés possibles de fournir un électro- lyte à l'espace 8 entre les électrodes 1 'et 2, mais'
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d'autres procédés permettant d'obtenir ce résultat sont également possibles.
On a proposé jusqu'à présent de fabriquer une électrode extérieure en tantale d'un seul tenant avec un récipient en tantale en commençant par comprimer une certaine quantité de poudre de tantale contre la surface intérieure du récipient et en chauffant ensuite en bloc le récipient et la poudre. Ce procédé présente au moins deux inconvénients. En premier lieu, sa mise en oeuvre industrielle n'est pas facile, et en. second lieu la cons- traction ainsi obtenue ne convient pas particulièrement bien pour la mise en oeuvre de la présente invention.
Selon une caractéristique de l'invention, on peut fabriquer non seulement l'électrode intérieure 1, mais aussi l'électrode extérieure 2 tout à fait séparé- ment du récipient 6, et grûce cela les deux électrodes 1 et 2 restent espacées des parois du récipient.
Puisque les électrodes frittées du type décrit sont poreuses, elles offrent une surface de contact bien plus importante que celle fournie par leurs seules dimen- sions extérieures; et puisque la capacité du condensateur est fonction de sa surface de contact, on obtient de cette façon une capacité beaucoup plus élevée qu'il ne serait possible avec des électrodes pleines ou feuilletées. Pour des utilisations de caractère non polaire, il est en outre recommandé que les surfaces efficaces des deux électrodes 1 et 2 soient sensiblement égales. En consé- quence, les électrodes 1 et 2 constituent une paire non polaire. On peut obtenir ces résultats théoriquement en construisant les électrodes 1 et 2 avec des masses
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sensiblement égales.
On a cependant constaté que l'inven- @ tion reste utilisable même si les masses différent d'une valeur pouvant atteindre 50 % environ.
Les longueurs des cylindres des électrodes 1 et/2 peuvent représenter environ 1 à 8 fois leur diamètre, et l'épaisseur de l'électrode extérieure 2 peut varier entre environ 0,1 à 0,3 de son diamètre extérieur.
On a trouvé qu'un condensateur selon l'invention, dont les électrodes 1 et 2 ont 3,17 mm de diamètre et 15,87 mm de longueur, sont séparées l'une de l'autre par un espace 8 d'un diamètre compris entre environ 0,05 mm et environ 0,25 mm, présente une caractéristique nominale volts-microfarads aussi élevée qu'il est possible d'obte- nir avec des condensateurs feuilletés en tantale, qu'on trouve actuellement sur le marché et qui ont 14,28 mm de diamètre et 25,4 mm de longueur. En conséquence, la présente invention permet de réduire la taille du condensateur et par conséquent son prix de revient,
Il est évident que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui ont été dé- crits, sans sortir pour autant du cadre de l'invention.