Dispositif à décharge électrique. Cette invention concerne les dispositifs à décharge ionique en général; elle est avan tageusement applicable, par exemple aux re dresseurs. Jusqu'à ce jour, les dispositifs du type à décharge employant des ions pour produire la conduction entre des électrodes espacées à l'intérieur d'un récipient conte nant deux gaz dont l'un s'ionise plus facile ment que l'autre, avaient exigé des voltages élevés pour amorcer la décharge et cette exi gence avait restreint l'utilité de ces dispositifs, et en particulier des redresseurs, à un champ d'application assez étroit.
Les buts princi paux de la présente invention sont de per mettre à des dispositifs de ce genre de com mencer à fonctionner à des voltages infé rieurs, et en même temps, de les rendre ro bustes et durables.
Le récipient contenant les électrodes, et usuellement appelé tube, contient deux gaz, ce terme comprenant aussi les vapeurs. L'un d'eux, qu'on appellera ci-après le premier gaz, est un gaz facilement ionisable, de pré férence la vapeur de césium ou d'un autre métal alcalin ou alcalino-terreux tel que le calcium, le strontium ou le baryum.
L'autre gaz, qu'on appellera ci-après le second gaz, s'ionise moins facilement et possède préféra- blement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: son affinité pour les électrons est nulle ou faible, autrement dit, sa molécule n'a pratiquement pas de tendance @à passer à l'état de ion négatif; il laisse passer faci lement la décharge électronique, la vitesse acquise par les électrons niétant guère di minuée par des chocs non élastiques, pour les différences de potentiel ayant lieu dans le dispositif;
et il est chimiquement inerte, au moins par rapport au gaz plus' ionisable. Quoique divers gaz possèdent certaines des' caractéristiques requises, les gaz permanents monoatomiques paraissent les posséder tou tes et l'hélium convient particulièrement. En raison de son faible voltage ionisant, le pre mier gaz peut facilement être ionisé par des moyens de radiation de lumière ou d'autres moyens ionisants auxiliaires pour permettre à la décharge entre électrodes de commencer sous un faible voltage, après quoi le second gaz est suffisamment ionisé pour entretenir la décharge soit indépendamment. de l'ioni sation du premier, soit conjointement avec elle.
Le moyen ionisant auxiliaire est préfé rablement constitué par un solide incandes cent, en particulier quand le premier gaz est une vapeur de métal alcalin, etc. en raison du fait qu'une telle vapeur est ionisée d'une façon très intense dans le voisinage d'un so lide incandescent. Quand il est fait usage d'une cathode creuse comme décrit dans les brevets suisses N 12143 du 15 janvier 1936, 1<B>1</B>9317 du 25 février 1926 et N 1206?5 du 35 février 1926, le solide incandescent est par ticulièrement efficace lorsqu'il est placé à, l'intérieur de la, cathode creuse.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention, à. savoir un redresseur, est repré sentée, à titre d'exemple, sur le dessin an nexé, dans lequel E est le récipient, de pré férence en verre, C la. cathode creuse, A l'a node, X un écran métallique, F un filament incandescent, P le primaire d'un transforma teur, AS' un secondaire en série avec l'espace compris entre la. cathode et l'anode et avec la. charge et H un secondaire relié au fila ment r. Les éléments<I>A, C, F,</I> et<I>X</I> sont pré- férablement (le section transversale circu laire.
La, cathode, l'anode et l'écran peuvent être faits de tungstène ou d'une autre ma tière convenable. Comme représenté, le fila ment n'est de préférence pas relié au circuit de charge du redresseur, de sorte que, son émission thermionique ne participe pas au flux général de courant, son rôle étant sim plement d'émettre de la lumière et de la, chaleur. L'anode est montée sur une tige à l'extrémité supérieure du tube, et l'écran X est monté sur une tige à l'extrémité infé rieure du tube. Comme représenté, la ca thode est supportée par l'écran, par l'inter médiaire d'un anneau, de préférence en mé tal, l'écran et la. cathode étant portés de pré férence au même potentiel.
La largeur (le l'espace séparant l'anode de l'écran et celle rle l'espace séparant le tube F des périphé- ries externes de l'anode et de l'écran sont préférablement assez faibles pour que les électrons se mouvant directement à. travers l'un et l'autre de ces espaces n'ionisent pas sensiblement le gaz qu'ils renferment.
Les deux gaz susmentionnés peuvent être incorporés au tube de diverses façons mais, lorsqu'il est. fait usage du césium et de l'Hélium, la façon de procéder suivante est recommandée:
On fait d'abord un bon vide dans le récipient E: on débarrasse parfaite ment les électrode: des gaz en les portant à une température suffisamment élevée pendant le pomp.ig@e; on introduit ensuite dans le récipient, par distillation, une faible quantité de césium pur; et l'on y admet fi nalement de l'hélium à la pression désirée, de par exemple 1 vin de colonne de mercure. Pour fixer les idées, le césium a été repré senté en I.
En fonctionnement, le filament F est porté à la température convenable pour pro duire le degré désiré d'ionisation. Si l'on chauffe le filament à environ 2200 C, par exemple, il éinct une grande quantité d'on des de grande liongueur (chaleur) capables d'exciter les ions de césium à la radiation, c'est-à-dire pouvant élever les électrons des atomes de césium au niveau du voltage de radiation (1,-15 volt),
de sorte qu'il existe en tout temps un grand nombre de molécules de césium ïi l'état excité. Lorsque les molécules (ou atomes) sont dans cet état d'excitation, l'émission relativement faible d'ondes de fai ble longueur (lumière) peut compléter la ionisation d'un nombre suffisant d'atomes de césium pour commencer la décharge à. bas voltage.
Lorsque la. clécbarge a commencé, on peut diminuer le courant de filament. on même l'interrompre. mais on le continue préféra- blement pour contribuer à la production d'ions près de la. cathode.
Ainsi qu'il a. étF# clic dans les brevets précités, la déchar@w a. lieu entre l'anode et l'intérieur de la. cathode à, travers des ouver- tiircs de la cathode et de l'écran X.
Une ré gion (l'ionisation intense est produite entre la cathode et l'écran, la chaleur et la. radia- tion étant pratiquement conservées par la double paroi formée par ces organes. .Si les dites ouvertures présentent des faibles di mensions et si l'on fait passer par le tube une décharge importante, la vapeur de césium ionisée sera introduite par pompage dans la cathode creuse, ce qui maintiendra une pres sion de vapeur de césium plus élevée à l'in térieur de la cathode qu'à l'extérieur. Pour maintenir cette différence de pression, on obture préférablement l'ouverture prévue pour le passage des conducteurs à travers la par tie inférieure de la cathode à l'aide d'un bouchon isolant B.