Dispositif de commande du courant traversant une ampoule à arc établi dans un milieu gazeux raréfié et alimenté par une source électromotrice alternative. L'invention décrite ci-dessous a pour objet titi dispositif de commande du courant tra versant une ampoule à arc établi. dans une atmosphère raréfiée et alimenté par une force électromotrice alternative, ladite ampoule pré sentant au moins une électrode, siège d'une émission continue d'électrons.
L'invention s'applique, par exemple, en particulier aux redresseurs à atmosphère raréfiée dans les quels la cathode peut être constituée soit par titi filament chauffé; soit par du mercure à la surface duquel on maintient une tache cathodique, auquel cas l'atmosphère raréfiée est constituée par la vapeur du mercure. Ces redressours alimentés eu courant rnono- ou polyphasé fournissent titi courant continu ondulé.
Le dispositif objet de l'invention règle par "tout" ou "rien" le passage du courant dans l'ampoule, dans ce sens qu'iI permet d'empêcher l'établissement de l'arc pendant tout ou partie d'une demi-période pendant laquelle l'arc subsisterait sans le dispositif.
Pour régler le passage du courant entre cathode et anodes d'une ampoule de ce genre on a proposé de placer, comme dans les lampes à vide à trois électrodes du type de celles dites audions, entre la cathode et l'anode, nue grille que l'on porte à un po tentiel variable.
Mais le fonctionnement de cette grille n'est convenable que si la température reste suffisamment basse, ce qui oblige générale ment à la refroidir par des dispositifs com pliqués. L'installation d'une grille à l'intérieur de l'ampoule est difficile à réaliser et pour pouvoir faire varier son potentiel on est obligé de disposer des entrées de courant supplémentaires à travers les parois du réci pient. Enfin, les charges électriques qui tombent sur la grille lui font débiter un courant qui peut être assez élevé;
aussi, il peut arriver, dans certains cas, que la grille joue le rôle de cathode et débite un courant considérable produisant des courts- circuits entre la grille et une anode, ana logues à des courts-circuits entre anodes.
L'invention décrite ci-dessous n'a pas les inconvénients (les dispositifs à grille et per met de réaliser beaucoup plus simplement un appareil susceptible de rendre les mêmes services.
On y ai-rive en disposant à, l'extérieur (le l'ampoule au moins un conducteur relié à un circuit, grâce auquel il peut être porté à un potentiel tel, par rapport à l'électrode émettrice d'électrons, que le jaillissement de l'arc qui sans ledit conducteur s'établirait au début de chaque demi-période d'un sens donné, soit empêché. Le corps conducteur peut être par exemple. un liquide et servir en même temps ait refroidissement de l'am poule dont les anodes pourront être alors avantageusement constituées par des masses de mercure.
Si la gaine, comme nous appellerons aussi, dans ce qui suit, ledit corps conduc teur, est portée à un potentiel négatif par rapport à la cathode, elle empêchera l'arc de s'allumer à chaque alternance du courant d'alimentation. Si au contraire elle est portée à un potentiel positif, l'arc passera. On réalise ainsi un dispositif permettant d'interrompre et de rétablir l'arc à volonté.
Si la gaine subit des alternances de potentiel la portant à un potentiel tantôt négatif, tantôt positif par rapport à la cathode, l'arc sera inter rompu et rétabli suivant ces alternances mêmes, même si le potentiel de la gaine varie lentement, la charge des parois par les ions, qui tend à neutraliser le champ électrique, exigeant relativement beaucoup de temps. D'autre part le nombre (les alternances pont être aussi, par exemple, égal à celui de la source d'alimentation, ce qui permet de donner une valeur déter minée à l'intensité moyenne du courant tra versant l'ampoule.
De plus, grâce aux alternances, le con trôle au lieu de ne pouvoir durer que pendant le temps nécessaire à la charge des parois par les ions, dure indéfiniment, les conditions initiales se reproduisant au début de chaque période.
On a déjà proposé d'entourer une am poule à arc aux environs de la cathode mer curielle d'une gaine conductrice à l'extérieur du récipient et n'ayant pour but que de provoquer l'allumage initial. Dans ce but, la gaine était, au moment de la fermeture de l'interrupteur du circuit d'alimentation de l'ampoule, reliée électriquement d'une faon temporaire à une source de haute tension essentiellement variable, par exemple le secondaire d'un transformateur, de manière à produire: une décharge instantanée entre la cathode et les parois de verre cri contact.
avec la gaine et à former une tache catho dique qui permet à l'are principal de s'amorcer. Bien que ce dispositif paraisse avoir une certaine ressemblance avec l'objet de l'in vention, il est évident qu'il ne peut servir à régler le courant passant dans l'arc, puisqu'il permet seulement cie produire l'allumage ait moment de la fermeture de l'interrupteur général et qu'il n'exerce aucune action ultérieure.
Jamais ou n'a indiqué jusqu'ici de montage permettant de contrôler électro- statiquement, de l'extérieur de l'ampoule, le courant passant dans l'arc. tout en laissant la tache cathodique entretenue.
A titre d'exemples d'exécution de l'invention, on a décrit ci-dessous et représenté ait dessin annexé plusieurs ampoules entourées exté rieurement d'un ou plusieurs conducteurs, alimentées en alternatif et utilisées comme redresseurs.
La fig. 1 représente une ampoule à ca thode mercurielle ü une seule anode princi pale et à. anode auxiliaire d'entretien; La fig. .\2. représente une ampoule à cathode formée par un filament chauffé et à une seule anode; La fig. 3 représente une ampoule à ca thode mercurielle avec anode auxiliaire d'entre tien et deux anodes principales.
Dans le cas de la fig. 1, l'ampoule 1 contenant, d'une part, une cathode 2 émettant déjà des électrons grâce à la présence d'une anode auxiliaire 3 et, d'autre part, une seule anode principale 4, est entourée d'une gaine 5 au voisinage de cette anode; la gaine 5 est reliée à la cathode par le circuit 7, dans lequel est intercalée une force électromotrice 6, au moyen de laquelle la gaine est portée à un potentiel dont le maximum est positif par rapport à la cathode, sans qu'il soit nécessairement très élevé.
Le fait que le potentiel de la gaine peut être peu élevé indique que cette gaine ne sert pas à pro voquer l'allumage de la tache cathodique; celle-ci dans le présent dispositif existe par avance et est entretenue par l'électrode auxiliaire 3 susmentionnée.
Eu faisant varier le potentiel de la gaine par rapport à la cathode on pourra, soit empê cher l'allumage de l'arc principal 8, soit, au contraire, le permettre, suivant les variations du potentiel de la gaine. La force électro motrice 6 sera, cri général, une force électro motrice alternative. Elle pourra être continue dans le cas où l'empêchement à l'allumage ne doit pas durer plus d'une minute, par exemple, temps nécessaire à la neutralisation du champ produit par la gaine.
Ce cas peut se présenter si l'on désire arrêter le passage du courant à travers l'ampoule avant d'ouvrir le coupe-circuit correspondant à l'ampoule ou bien fermer ledit coupe-circuit avant de laisser passer le courant, afin d'éviter les étincelles au coupe-circuit, le courant passant par ce dernier étant beaucoup plus intense que celui qui alimente la gaine.
On pourra obtenir le même résultat en plongeant tout oir partie de l'ampoule dans un bain d'eau ordinaire dont on peut faire varier le potentiel par rapport à la cathode; le fait de porter le bain d'eau à un potentiel positif par rapport à la cathode permettra l'allumage de l'arc 8 entre la cathode et l'anode principale 4, la tache cathodique du mercure dans le cas envisagé étant entre tenue à la manière habituelle par le petit arc 9 reliant la cathode à l'anode auxiliaire 3 et fermant le circuit du courant continu arri vant aux bornes 13 et 14.
La différence de potentiel alternative d'alimentation de l'am poule est entretenue entre les bornes 11; l'énergie du courant redressé est employée dans le circuit d'utilisation 12: La fig. 2 est -une variante de la fig. 1 où la cathode mercurielle est rem placée par un filament 10 chauffé par une batterie 15. Bien entendu l'anode auxiliaire entretenant la tache cathodique n'a plus de raison d'être dans ce mode de construction.
La fig. 3 montre un dispositif par lequel on obtient une commande permanente de l'arc au moyen de courants alternatifs ali mentant le conducteur extérieur.
L'ampoule à deux anodes principales 16-17 présente une cathode 18 émettant constamment des électrons grâce à une anode auxiliaire 19; on pourra à volonté admettre l'arc entre la cathode 18 et l'une ou l'autre des deux anodes principales 16-17, en por tant soit la gaine 20-21 des anodes, soit le bain conducteur à Lui potentiel qui soit de même signe, par rapport à la cathode; que l'anode dans laquelle on veut faire passer l'arc.
L'ampoule est alimentée par un trans formateur alternatif dont les deux bornes 22=23 sont reliées aux anodes 16-17. Le point neutre 24 et la cathode 18 sont reliés aux deux bornes 25-26 de la distribution. Les deux bornes 22-23 du transformateur sont reliées aux deux gaines 20-21 par l'intermédiaire d'un commutateur 27 com posé de deux secteurs conducteurs séparés par des isolants, qui permet de relier soit pour le fonctionnement, les bornes et les gaines du même côté 22 et 20, 23 et 21, soit pour l'arrêt, celles de côtés opposés 22 et 21. 23 et 20. Le commutateur étant en position de fonctionnement, l'arc jaillira entre la cathode 18 et l'une des anodes 16 ou 17, chaque fois que la gaine correspondante 20 ou 21 sera à un potentiel positif par rapport à la cathode 18.
Le courant alternatif sera donc entièrement transformé en passant à travers l'ampoule en-courant continu ondulé. En tournant l'interrupteur 27 de façon à faire communiquer .'32 et ?l, ?3 et \'0, on arrête le fonctionnement, car chaque fois qu'une anode 16 ou 1.7 est positive par. rapport à la cathode 18 et que, par conséquent, l'are, s'il était établi, pourrait débiter. la -aine correspondante -''0 ou 2'1 qui est né gative par rapport 'a' la cathode empêche l'établissement de cet arc.
Le courant nécessaire pour modifier le potentiel de la gaine complètement isol(',e est extrêmement faible par rapport ait courant débité par l'arc, qui, lui, peut atteindre des valeurs très consiclérables. Le dispositif décrit permet donc de réaliser titi amplificateur,
dans lequel le rapport de Fétiergie reeue par l'anode ie 1 énergie nécessaire à la commande de la -aine, c'est-à-dire le pouvoir anil)lifi- cateur de l'appareil, peut être aussi grand qu'on le veut.
II permet également de ré aliser la plupart des applications connue susceptibles d'être exécutées avec les lampes à trois électrodes.
On petit en effet. suivant le principe de l'invention, commander la -aille par un circuit alimenté en alternatif et comprenant titi appareil transmettant des signaux. Au moment oii les signaux sont transmis, l'arc jaillit.
L'invention est applicable à titi appareil à plusieurs anodes, chacune d'elles étant ali mentée par une distribution à courant alter natif polyphasé avec point neutre, telle que celle utilisée généralement pour l'alimentation des convertisseurs à vapeur de mercure. Dans ces conditions,
le courant "continu redressé débité par l'appareil petit avoir une grande continuité et la commande siniulta.née ou in dividuelle des gaines de chacune des anodes permet de reproduire d'une manière plus régu- liège et plis continue les phénomène, décrits ci-dessus en %-tiu dcs mêmes application.