Dispositif pour la transformation de courant continu en courant alternatif. L'objet de l'invention est un dispositif pour la transformation de courant continri en courant alternatif, par exemple en ondes entretenues; du type dans lequel une source de courant continu charge un circuit compre nant un résonateur formé d'un condensateur et d'une inductance et le circuit primaire d'un transformateur destiné à recueillir le courant alternatif produit, caractérisé en ce que, dans le circuit, est inséré en dérivation un tube à gaz ionisé à anode, cathode et grille, dont la cathode est maintenue cons tamment incandescente par une source auxi liaire et dans lequel la grille est reliée à l'anode avec interposition d'une source d'élec tricité développant une force électromotrice constante,
les connexions étant faites de ma nière que - la grille soit négative par rapport à l'anode.
Le dessin annexé représente schématique ment une forme d'exécution de l'objet de l'invention donnée, ainsi que des détails et un graphique, à titre d'exemple. Fig. 1 représente schématiquement les deux électrodes d'un éclateur d'un type quel conque Fig. 2, 3 et 4 représentent schématique ment deux formes d'exécution de tubes à gaz ionisé; .
Fig. 6 représente, également schématique ment, une forme d'exécution du dispositif qui fait l'objet de l'invention; Fig. 6 est une variante de détail; enfin Fig. 7 est un graphique de la tension et du courant.
Dans le dispositif décrit, le tube à gaz ionisé, qui joue en quelque sorte le rôle d'écla- teur, doit jouir des propriétés suivantes 1 Se comporter comme une soupape élec trique, c'est-à-dire ne se laisser traverser que par des courants ayant un sens donné.
De ses deux électrodes principales, l'une ne devra donc pouvoir fonctionner que comme anode -+- et l'autre comme cathode -.
2 Tant qu'il n'est pas amorcé, . aucun courant ne doit pouvoir passer de l'anode à la cathode. 3 Il doit s'amorcer lorsque la différence de potentiels développée entre les électrodes atteint une valeur déterminée H, générale ment élevée, mais qui doit toujours être très exacte. Un arc doit jaillir alors de l'anode à la cathode et la différence de potentiels main tenue entre ces dernières doit tomber en même temps -à une valeur très basse par rapport à la valeur H, quelle que soit l'in tensité du courant qui passe par l'arc. Autre ment dit, dès que l'éclateur est amorcé, tout doit se passer comme si les deux électrodes étaient en court-circuit.
4 Si l'intensité du courant qui passe par l'arc vient à s'annuler, par exemple en ten dant à changer de signe, l'éclateur doit se désamorcer aussitôt et s'opposer au passage de tout courant, de son anode à sa cathode, tant qu'on ne l'a pas réamorcé en rétablis sant la différence de potentiel H entre elles.
Dans les figures du dessin les mêmes lettres désignent les mêmes organes.
A est un tube à vide contenant une anode a en fer ou en charbon, une cathode b cons tituée par une globule de mercure, et une anode auxiliaire ai située dans le voisinage immédiat de la cathode. Une source d'élec tricité locale, par exemple une petite batterie d'accumulateurs est branchée entre ces deux dernières et entretient uni arc auxiliaire qui maintient continuellement incandescente une portion de la surface du mercure.
c est une grille qui occupe toute la sec tion du tube et qui est située entre l'anode a et l'anode auxiliaire ai. Cette grille est reliée extérieurement à l'anode a par un cir cuit contenant une seconde source d'électri cité locale qui développe une force électro motrice constante H et qui est branchée de manière à maintenir la grille à un potentiel inférieur de la quantité H à celui de l'anode a.
Ou voit que le tube A constitue une sou pape électrique que les courants ne peuvent traverser qu'en allant de l'anode a à la ca thode b. La première condition de bon fonc tionnement est donc remplie.
Si l'on suppose la cathode au potentiel zéro et si l'anode est à ce même potentiel, la grille se trouve au potentiel - H. Tant que cette dernière n'est pas portée à l'inean- descence, sa perméabilité pour les électrons est très faible et aucun courant d'intensité appréciable ne petit l'aborder, en l'utilisant comme cathode. On donnera d'ailleurs une très grande résistance au circuit qui la relie à l'anode a.
La grille se cl@rrge donc négativement, par rapport à la cathode b.
Si le potentiel de l'anode croît et devient <I>/a,</I> le potentiel de la grille devient h <I>-</I> H. 'tant que 7t, est plus petit que H la grille demeure chargée négativement, par rapport à la cathode et refoule les électrons qui ten dent à en sortir. Aucun courant ne peut clone passer de l'anode a à la cathode G et la se conde des conditions indiquées ci-dessus est remplie.
Mais lorsque le potentiel<I>la</I> devient régal à H, la grille est au même potentiel que la cathode et les électrons peuvent alors sortir de la cathode pour se rendre à l'anode l'éclateur s'amorce.
Gomme c'est le travail d'agitation des atonies de la cathode incandescente qui libère les électrons, il suffit de chutes de potentiel très faibles, localisées surtout à la surface des électrodes pour faire passer le courant, quelle que soit son intensité.
Le potentiel de la grille redevient, il est vrai, très inférieur à celui de la cathode, mais tant que le courant passe, des ions po sitifs traversent la grille en allant de l'anode à la cathode. Elle en attire à elle jusqu'à ce que sa charge soit annulée par eux. Elle en neutralise autant quelle peut débiter d'élec trons, mais elle n'en petit débiter qu'un nom bre très petit par rapport à celui que débite la cathode incandescente et, par suite, par rapport au nombre d'ions positifs qui la tra versent.
Dans ces conditions, tous ses barreaux s'entourent de véritables gaines d'ions po sitifs et sa charge totale demeure nulle. L'action de la grille est donc supprimée tant que passe le courant et celui-ci traverse le tube comme si elle n'existait pas. La troi sième condition est ainsi remplie.
Mais si le potentiel vient à s'annuler, le courant s'interrompt et, avec lui, le flux d'ions positifs à travers la grille. Généralement le potentiel h. après s'être annulé sera néga tif pendant un certain temps. Or, le nombre d'ions positifs recouvrant la grille étant toujours très petit, il suffira d'un temps extrêmement court pour les neutraliser. A partir de ce moment, la grille a repris une charge négative, par rapport à la cathode, et l'éclateur est désamorcé. La quatrième condition est remplie.
Le tube à gaz ionisé décrit ci-dessus pré sente donc sur les éclateurs habituels les grands avantages suivants 1 Le potentiel d'amorçage ne dépend ni de la distance, ni de l'état de la surface des électrodes ni de la pression des vapeurs de mercure qui remplissent le tube. Il est dé terminé par la force électromotrice qui pro duit la différence de potentiels H et qu'il est facile de faire constante.
2 La cathode maintenue artificiellement incandescente est nettement distinguée de l'anode. Le tube se comporte comme une soupape électrique et le courant s'annule né cessairement, lorsque le potentiel change de signe.
3 Le passage du courant n'altère pas les électrodes.
IL est nécessaire que le potentiel explosif du tube t1 soit supérieur au potentiel H. Donc, si celui-ci est très élevé, il convient de faire le tube il. long, quitte à le replier sur lui-même, selon la deuxième fouine d'exé cution représentée par la fig. 3.
La grille doit être placée dans le voisi nage de la cathode afin qu'elle puisse s'op poser plus facilement à la sortie des électrons. Il suffit de l'empêcher de se transformer elle-même en cathode et, pour cela, de l'em pêcher de s'échauffer; par exemple en don nant une grande conductibilité à ses barreaux et en soudant les extrémités de ceux-ci à un cylindre métallique ayant une grande surface de rayonnement, comme on l'a représenté dans cette même forme d'exécution (fig. 3 et 4) puis en donnant une très grande résistance au circuit qui la relie à l'anode,
de manière à limiter à quelques milli-ampères -le courant qui pourrait se former à travers elle.
Lorsque le potentiel d'amorçage H est très élevé, il est peu commode de se servir de piles ou d'accumulateurs pour charger la grille. Mais le chargement peut s'effectuer au moyen d'un courant alternatif de fréquence quelconque amené à la tension voulue par un petit transformateur et ensuite redressé comme le montre par exemple.fig. 6.
Dans cette disposition, le transformateur a deux circuits secondaires 1 et 2 identiques; le point d'entrée du premier est-relié à l'anode d'une soupape 3, le point de sortie du second à l'anode d'une soupape 4. Le point de sortie du circuit 1 et le point d'entrée du circuit 2 sont reliés au conducteur du retour de l'ap pareil.
Les deux cathodes des soupapes sont re liées à une grille 5 par l'intermédiaire d'une bobine de self-induction 6. Enfin, pour assu rer la constance du potentiel de la grille deux condensateurs 7 et 8 sont branchés entre le conducteur de retour et les deux extrémités de la bobine de self-induction.
On a. supposé, sur la fig. 2, que la ca thode était maintenue incandescente par une petite batterie d'accumulateurs. Il y aurait le plus souvent avantage à employer deux anodes auxiliaires et à leur faire produire des arcs déterminés par le passage de cou rants alternatifs de même fréquence quelcon que, mais déphasés l'un par rapport à l'autre.
On a également suppose que l'on constitue la cathode de l'éclateur avec un globule de mercure, parce qu'alors elle se reconstitue d'elle-même. Mais on peut aussi la réaliser au moyen d'un filament métallique maintenu à l'incandescence. Autrement dit, on peut remplacer le tube, par une lampe à trois électrodes d'un modèle connu, préalablement remplie d'argon, par exemple, et oû le vide n'aura pas été poussé à ses dernières limites, afin que le courant qui la traverse soit trans porté par des ions et non par des électrons.
Une des principales applications du dis positif objet de -l'invention est la production des ondes entretenues ou la transformation d'titi courant continu' fourni par une source à intensité constante en courants alternatifs de fréquence élevée.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 5, la source de courant continu à in tensité constante est représentée en L'. Le courant qu'elle débite traverse d'abord une bobine de self-induction B qui assure la cons tance presque absolue du courant pendant la durée de la période du courant alternatif que l'on veut produire.
Entre le point de sortie de cette bobine et le conducteur de retour sont branchés en dérivation : 1 le tube à gaz ionisé servant d'éclateur < I avec ses accessoires, 2 ni) circuit contenant titi réso- nateur constitué par un condensateur C et une bobine de self-induction D, puis le cir cuit d'utilisation ou le circuit primaire f' d'un transformateur dont le circuit secondaire dessert le circuit d'utilisation U.
Pour faire fonctionner le dispositif, on met en court-circuit l'éclateur 3 jusqu'à ce que le courant continu fourni par la source E ait pris soit intensité normale 1. On supprime le court-circuit, le courant passe dans le résonateur et l'action de la bobine B lui fait prendre très rapidement l'intensité I qu'elle maintient ensuite constante. Le condensateur se charge et le potentiel de l'anode dit tube s'élève.
Pendant ce temps, l'intensité 1 étant maintenue constante, toutes les forces électro motrices de self induction dans la bobine D et le circuit primaire F, s'il existe, sont nulles. lia différence de potentiels h supportée par le tube petit être considérée comme égale à celle supportée par le condensateur C.
Lorsqu'elle devient égale à H, l'éclateur s'amorce et se transforme pratiquement en court-circuit que traverse le courant d'inten sité constante I débité par la source de courant E. En même temps titi courant de décharge oscillant se produit dans le circuit fermé par le résonateur C-D et l'éclateur A, et se superpose dans ce dernier au courant 1 constant débité par la source;
l'intensité i et la différence de potentiel h. du courant oscil lant varient comme le montrent les courbes <I>i et</I> h de la fig. <I>î.</I>
L'intensité i décroît à partir du point 211 où elle a la valeur 1. passe par un minimum, puis au point P reprend sa valeur initiale ; à ce montent le courant s'annule donc dans l'éclateur; celui-ci se désamorce et la bobine B maintient l'intensité constante et égale à I dans le résonateur. Le condensateur se recharge. Ait point P correspond sur la courbe des potentiels h, le point A<B>'</B>; à par tir de ce point la différence de potentiel aux bornes du condensateur augmente d'autant plus vite que le courant I est plus intense et est représentée sensiblement par la droite A', B'.
Au point<I>B',</I> h reprend la valeur<I>H,</I> l'éclateur se réamorce ; l'intensité i varie alors suivant la courbe Q R S, <I>et</I> le phénomène précédemment décrit se reproduit et ainsi de suite. La courbe des intensités i dans le cir cuit du résonateur a donc la forme JI X P Q <I>H</I> S <I>l'...</I>
Les courbes d'intensité et de tension se ront d'autant moins déformées que l'énergie emmagasinée dans le résonateur sera plus grande par rapport à celle consommée dans l'appareil et le circuit d'utilisation, pendant la durée de la période du courant alternatif produit. On obtient ainsi naturellement titi courant alternatif d'intensité constante.
Si l'on veut desservir plusieurs récepteurs, 9, 10, 11, on peut les monter en dérivation entre les conducteurs partant des bornes du circuit secondaire G du transformateur dont le circuit primaire P est monté en série avec le résonateur (fig. 8); ces circuits 9, 10, Il... et Cr munis de condensateurs, qui les trans forment en résonateurs, sont soumis à une même différence de potentiel.