Perfectionnement apporté aux dispositifs électromagnétiques. L'invention se rapporte à un perfection nement apporté aux dispositifs électro magnétiques comprenant un circuit magné tique ouvert. Suivant l'invention, ledit cir cuit comprend une partie en matière renfer mant deux éléments du groupe magnétique et présentant une perméabilité plus haute que le fer pour de faibles forces magnétisantes.
Le dessin ci-joint donne, à titre d'exem ple, une des formes de réalisation -de l'objet de l'invention. Sur ce dessin, le perfection nement mentionné ci-dessus est supposé ap pliqué à une sonnerie polarisée.
Jusqu'à présent, le fer et l'acier au sili cium ont été employés d'une manière géné rale dans la construction des dispositifs éle-c- tro-ma.gnétiques, car .les métaux pouvant remplacer le fer, -c'est-à-dire le nicliel et le cobalt, étaient peu employés vu leurs faibles propriétés magnétiques. A ce point de vue, on peut citer aussi l'alliage d'Heusler com prenant -de l'aluminium, du manganèse, et du cuivre.
On a. trouvé qu'un alliage com prenant environ deux tiers de nickel et un tiers & cuivre donne pour de faibles forces magnétisantes une perméabilité plus haute que le fer seul. On doit observer qu'a l'ex ception de l'aluminium, tous les métaux cités présentent :des poids et des nombres atomi ques voisins l'un @de l'autre. En effet ces cinq éléments, c'est-à-dire le manganèse, le fer, le nickel., le cobalt et le cuivre oint les nombres atomiques consécutifs suivants: 25.
26, 27, 28 et 29. Ces éléments peuvent donc être regardés -comme appartenant au même groupe magnétique d'éléments.
La caractéristique de haute perméabilité n'est pas la seule caractéristique qu'il faut considérer dans la recherche .de la. meilleure matière à utiliser dans la construction des dispositifs électro-magnétiques à circuits magnétiques ouverts.
Si la force magnéti- sante et le flux résultant ch.angent rapide ment, la matière utilisée doit alors présenter une faible perte par hystérésis. La.
création de courants de Foucault peut être considé rablement réduite en se servant des métaux sous forme -de plaques laminées, mais la ré sistivité de la matière est un facteur qui peut avoir une gran @de importance, car plus grande est la résistivité, plus basses seront les pertes" par courants de Foucault.
Dans la sonnerie polarisée représentée au dessin le circuit magnétique .comprend une partie en matière formée d'éléments du groupe magnétique associés en proportions convena bles.
Quand cette matière est soumise à un certain traitement à, chaud, et qu'elle est préservée de tous efforts .de traction ou autres actions préjudiciables, elle .développe et garde une perméabilité extrêmément grande pour de faibles forces magnétisantes, tout en n'of frant qu'une perte par hystérésis très réduite.
Pour obtenir la matière magnétique en- visagée, du fer et du nickel sont fondus en semble dans un fourneau électrique dans la proportion d'environ 211n % de fer pour 78'2 % -de nickel. De bonnes qualités com merciales -de ses métaux peuvent être utili- sées. Le mélange fondu est versé dans un moule et refroidit soit sous la. forme qu'il doit finalement présenter, soit. sous une forme convenable d'où il .sera. travaillé afin de lui donner sa, forme définitive.
Dans ce dernier cas, il peut être laissé dans la forme obtenue par le refroidissement, ou bien il peut être étiré ou laminé, et dès lors quelques mé thodes convenables de travail pour obtenir la forme voulue doivent être suivies.
Bien .que les pourcentages de 781e % et de 21'/i /o aient été donnés ei=dessus pour le nickel et le fer, ces valeurs peuvent varier considérablement quand ces deux métaux entrent seuls dans la. composition de la, ma- fière magnétique, et il est évident que ces valeurs ne sent plus admissibles si d'autres métaux entrent dans l'alliage en plus du fer et dtz nickel.
Jusqu'à. présent, quand le fer et le nickel sont seuls employés, on a. trouvé que les valeurs données précédemment polir les pourcentages de ces métaux, permettent d'obtenir la, plus grande perméabilité possi ble pour des faibles forces magnétisantes. Toutefois d'autres métaux peuvent être uti lisés pour atteindre certains buts, autres qu'une haute perméabilité.
Par exemple, il est désirable d'intrcduire du chrome dans l'alliage, car une quantité relativement petite ,de -ce métal provoque un accroissement dans la résistivité de l'alliage, et, une grande résis tivité est recommandable afin de vaincre les pertes par courants de riaucault dans @! ma tière magnétique. -Un alliage de<B>5,5</B> % de nickel, 34 % de fer, et 11 % de chrome, traité par la chaleur, a été préparé avec succès et adonné une haute perméabilité pour de fai bles forces magnétisantes.
Afin d'obtenir la. perméabilité la plus grande possible dans la matière magnétique, les noyaux formés de cette matière peuvent. être soumis à un traitement à chaud. Ce traitement varie quelque peu suivant les dif férents cas .d'emploi de la matière, cette va riation concernant: lcs températures utilisée; ainsi que la durée d'application de la. chaleur et du refroidissement.
Les valeurs convena bles peuvent être: facilement déterminées dans .chaque cas par expérience. Dans ce traitement, on doit chauffer la matière à une température convenable pour le recuit, puis la. refroidir ensuite en un temps déterminA. Après ce traitement à chaud la, matière doit être préservée de tout effort de flexion con- ci,déra-bIe, c'est-à-dire que le traitement à chaud doit être appliqué à la matière quand elle .a .déjà pris la.
forme voulue dans laquelle elle sera utilisée dans la. suite.
Dans le cas .de dispositifs électromagné tiques comprenant un circuit magnétique ou vert, les caractéristiques de la. matière uti lisée doivent être considérées. Toutes les ca- ra@et6ristiques magnétiques de la matière ne sont pars également importantes dans chaque cas, mais l'une d'elles au moins doit être prise en considération.
La. sonnerie polarisée représentée com prend deux noyaux magnétiques 1 et, 2 mon tés sur un support commun 3 et entourés respectivement de bobines 4 et 5. 'Une ar mature 6, à, laquelle est fixée un marteau 7. est prévue et réglée par une butée ajustable 8 qui permet de déterminer exactement l'en- trefer qui ,doit exister entre l'armature et: les extrémités des noyaux 1 et 2. Les timbres 9 sont aussi montés sur le support 3.
La. po sition normale de l'armature est telle qu'elle est montrée sur la figure, restant en contact avec le noyau 2 par suite de l'action du res sort 10. Un aimant permanent 11, fixé aussi sur 1 support 3 par une vis 12, complète le chemin magnétique des noyaux 1 et 2 à la partie inférieure @du dispositif. Le chemin magnétique :d'un des côtés -de l'aimant per manent<B>Il</B> est meilleur que de l'autre côté, puisque l'extrémité -du noyau 2, quand la sonnerie est au repos, est en contact en un point avec l'armature 6.
L'entrefer existant entre le noyau 2 et l'armature 6 est donc beaucoup plus petit que l'entrefer existant entre le noyau 1 et cette armature 6. Si un courant pulsatoire est envoyé à travers les bobines 4 et 5, le flux magnétique produit s'ajoute avec le flux magnétique dû à l'ai mant permanent dans l'un des- noyaux et se retranche dans l'autre. Comme cela. se pro duit alternativement pour les noyaux 1 et 2, l'armature 6 et le marteau 7 sont maintenus en action, et -ce marteau vient buter alter nativement sur les timbres 9.
En d'autres termes la partie mobile du -dispositif tend à se mouvoir dans une position où elle trouve une valeur aussi grande que possible -du flux magnétique total, réduisant ainsi la réluc tance .du circuit magnétique dans son en semble.
Dans des dispositifs semblables, il est désirable d'utiliser pour les noyaux, ou pour l'armature, ou encore pour ces deux parties du dispositif, une matière présentant une haute perméabilité pour les faibles forces ma.:gnétisantes produites par les courants re çus, car plus grande sera. la perméabilité offerte pour ces forces, plus grande sera. l'in duction magnétique produite et, par consé quent, plus grande sera. la force attractive exercée sur l'armature.
Dans le cas où une force attractive plus grande que celle obtenue ordinairement n'est pas désirée, l'emploi le la, matière mentionnée ici permet d'obtenir cette force pour un courant d'intensité beau coup moindre, ou un nombre de tours de l'en roulement électro-magnétique beaucoup infé rieur à celui nécessaire jusqu'à présent. La. perméabilité extraordinairement grande pour de faibles forces magnétisantes, qui carac térise l'alliage fer-nickel, en fait une matière idéale pour les noyaux et les armatures des sonneries polarisées.
Dans le fonctionnement de la sonnerie, il est particulièrement désirable que l'armature réponde rapidement au- changement se pro duisant dans le flux magnétique. On a trouvé que dans plusieurs cas l'armature montre une tendance à coller au noyau par suite d'une certaine valeur du magnétisme retenu par ce noyau.<B>Il</B> est nécessaire d'éliminer complètement ce magnétisme rémanent pour que l'armature fonctionne bien, c'est-à-dire que la matière magnétique, convenant parti culièrement dans ce cas, dépend de sa force coercitive. L'alliage de fer et de nickel en visagé possède généralement une force coerci tive beaucoup plus réduite que le fer ou l'a cier au silicium, et pour cette raison cet alliage offre un grand avantage.
Dans cer tains types de dispositifs la tendance à coller que présente l'armature peut donc être sup primée en construisant les .armatures et autres pièces mobiles au moyen d'alliages de fer et de nickel.
Quand des sonneries semblables à celle montrée sont placées en parallèle sur une ligne téléphonique, il est très important que l'im pédance totale offerte par ces sonneries aux courants @de conversation soit suffisamment grande pour que seulement une quantité re lativement petite de ces courants passe à. tra vers les sonneries. Cette impédance comprend deux facteurs à. savoir; une résistance et une inductance. L'inductance étant directement proportionnelle à, la perméabilité offerte pour les forces magnétisantes données, cette induc tance sera évidemment fortement accrue si une matière de grande perméabilité est uti lisée.
L'inductance est aussi proportionnelle à. la surface de la section transversale du noyau. Si ce noyau est fait d'une matière ayant une résistance spécifiqué très basse, le flux à l'intérieur de ce noyau est concentré dans un petit espace près de la surface. Cela est naturellement préjudiciable puisqu'une réduction de la surface de la section transver- sale provoque nécessairement une réduction de l'inductance. La grande résistance spéci fique de l'alliage fer-nickel permet une dis tribution plus uniforme du flux dans le noyau, et cela accroît fortement l'inductance.
Bien que l'on ait considéré ici, le cas par ticulier d'une sonnerie polarisée afin d'expo ser les avantages réalisés en utilisant des ma tières magnétiques présentant les propriétés ci-dessus mentionnées, il est évident que l'in vention n'est pas limitée à ce genre de dis positifs et qu'elle peut aussi bien être appli quée à tous les dispositifs du genre électro magnétique comprenant un circuit magné tique ouvert. Comme exemples de dispositifs auxquels l'invention peut être appliquée, on peut mentionner les relais, les électro-aimants, les récepteurs téléphoniques, et les instru ments de mesures agissant sous l'action de forces produites par un organe magnétique mobile.