Dispositif stabilisateur de tension. La présente invention a pour objet un .dis positif stabilisateur de tension continue.
L'utilisation de tubes à décharge gazeuse et à cathode froide comme éléments stabilisa teurs de voltage est basée sur le fait que si deux électrodes sont placées à l'intérieur d'une atmosphère gazeuse et que si un certain voltage critique, connu sous le nom de voltage d'allumage, est appliqué entre les électrodes, une décharge se produit, entraînant la forma tion d'une charge d'espace entre les électrodes qui est rendue visible par la lueur apparais sant contre la cathode,
le voltage entre les électrodes tombant alors à une valeur consi dérablement inférieure au voltage d'allumage tant que le courant est limité de manière que la totalité de la surface disponible de la ca thode ne soit pas recouverte par la lueur, cet état étant appelé lueur de décharge normale. Si le voltage est réduit au-dessous de la valeur critique connue sous le nom de voltage de maintien; la décharge disparaît.
La caractéris tique voltage-courant de la décharge dans le cas d'une décharge normale est presque plate, le voltage ne s'élevant pas beaucoup au-dessus du voltage de maintien jusqu'à ce que la tota lité de la surface de la cathode soit couverte par la lueur; dans ce dernier cas, la cathode est dite saturée et une décharge anormale com mence .qui se caractérise par une augmenta tion. de voltage lorsque le courant augmente.
Le voltage de maintien d'un intervalle de dé charge dépend des matériaux constituant les électrodes, du gaz utilisé pour le remplissage et de la géométrie des électrodes. Ainsi, si l'anode se présentait sous la forme d'une tige perpendiculaire à une cathode plane et s'il se produisait une augmentation du courant de décharge, les parties de la cathode les plus proches de l'anode seraient tout d'abord satu rées, tandis que les parties les plus éloignées ne le seraient que par la suite. Le voltage entre les électrodes tendrait donc à augmenter avec le courant et cela même avant que la surface de la cathode soit complètement satu rée.
Pour permettre de larges limites -de cou rants pour de petites variations de voltage, la cathode et l'anode devront donc, de préfé rence, être parallèles.
C'est un phénomène couramment observé dans les tubes à décharge gazeuse et à cathode froide et qui se produit plus particulièrement dans les tubes ayant des électrodes planes, que la décharge a tendance à ne pas rester station naire sur la surface de la cathode, la lueur se déplaçant sur cette surface; de telles fluc tuations de la position. de la lueur cathodique sont une des principales causes des fluctua tions de voltage dans les tubes à décharge gazeuse prévus pour être utilisés comme stabi lisateurs de voltage.
Le dispositif stabilisateur objet de la pré sente invention comprend une paire d'élec trodes disposées dans une enveloppe remplie de gaz et définissant, entre. des surfaces pra tiquement parallèles, un intervalle de dé- charge à cathode froide, et une électrode ,auxi liaire connectée à l'anode dudit intervalle et pénétrant d'ans ledit intervalle parallèlement à la cathode à une distance de cette dernière qui est sensiblement égale à la longueur de la chute de potentiel de cathode pour une.
dé charge normale entre ladite cathode et l'anode principale, les surfaces de décharge de toutes lesdites électrodes étant en métal pur et le tout étant agencé de façon que les caractéris tiques courant de décharge- tension dudit a intervalle auxiliaire soient telles que cet inter valle puisse servir d'intervalle d'amorçage pour la décharge dans l'intervallQ principal et pour stabiliser la position de la lueur de cathode pendant -le fonctionnement subsé quent.
On décrira maintenant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'inven= tion, en regard du dessin ci-annexé qui mon tre un tube à décharge, à remplissage gazeux et à cathode froide, partiellement en coupe, et les circuits qui y sont connectés.
Les électrodes du tube représenté sont dis posées à l'intérieur d'une enveloppe de verre 1 telle que celles utilisées pour les petits tubes de radio. L'ensemble des électrodes comprend une paire de feuilles de mica 2 et 3 sur les quelles sont montées respectivement une anode 4 et. une. cathode 5 en nickel pur. L'anode est formée par une bande de métal qui est recourbée -pour passer à travers des ouvertures de la feuille de mica 2, l'extrémité de la bande étant fixée comme représenté en 6- et 7.
La cathode 5 est soudée à une bande de métal 8 fixée à la feuille de mica 3 d'une manière similaire à celle suivant laquelle l'anode 4 est fixée à la feuille 2. Il y a ainsi un léger espace entre les extrémités de la ca thode et la feuille de mica 3.
Cet espace est prévu de manière à être plus court que la longueur de la chute de potentiel de cathode au cours de la décharge normale entre la ca thode 5 et l'anode 4; de ce fait, la décharge ne peut pas s'étendre autour des extrémités de la cathode, ce qui empêche également un fonctionnement irrégulier du tube par suite de projections de la matière constituant la ca- thode sur la feuille de mica 3. Une électrode auxiliaire 9 est fixée à la feuille de mica 3 et elle est conformée de manière à constituer une sorte de boîte qui est disposée autour d'une extrémité de la cathode.
L'électrode auxi- __ liaire 9 pénètre dans l'intervalle entre la ca thode 5 et l'anode 4 et s'étend de façon paral lèle à la cathode 5 à une distance de cette dernière qui. est sensiblement égale à la lon gueur de la chute de potentiel de cathode pour une- décharge normale entre la cathode 5 et l'anode principale 4. Les feuilles de mica 2 et 3 sont maintenues au moyen de deux paires de tiges 10 et 11 auxquelles elles sont rivées.
L'ensemble des électrodes est supporté par les tiges 12 et 13 soudées respectivement derrière l'anode 4 et derrière l'électrode auxiliaire 9 et aux broches 14 et 1.5 scellées à la base de l'enveloppe. La broche 16 est représentée con nectée à la cathode 5.
Pour produire -une force électromotrice stabilisée, on connecte la borne négative d'une source de courant 17 à la broche de cathode 16 et à la borne de sortie 18. La borne posi tive de cette source de courant est connectée à la broche d'anode 14, une résistance 19 de limitation de courant étant prévue sur cette connexion. La broche reliée à l'électrode auxi liaire 9 est connectée directement à la broche d'anode 14, et un potentiomètre 20 -est con necté entre la cathode et l'anode.
La force électromotrice stabilisée est prise entre les bornes 18 et 21 qui- sont connectées respective ment à la broche de cathode 16 et au contact mobile du potentiomètre 20. Si le courant doit être obtenu à partir de la source 13,à un. voltage constant, par opposition à une force électromotrice constante, le potentiomètre 20 est supprimé et la borne 22 est connectée di rectement à la broche d'anode 14.
L'électrode auxiliaire 9 ne constitue pas seulement une électrode d'amorçage pour le tube, mais, au cours du fonctionnement, la pré sence d'une décharge continue entre la cathode 5 auxiliaire 9 a pour résultat que pour toutes les valeurs du courant de décharge dans l'intervalle principal, à l'intérieur de limites prévues, la lueur cathodique se pro- duit toujours à partir de l'extrémité de l'élec trode auxiliaire et est ainsi incapable de mo difier sa position d'une quantité appréciable.
On peut donner au tube décrit les dimen sions suivantes: Intervalle principal, anode 4 -cathode 5 3 millimètres.
Intervalle auxiliaire, électrode auxiliaire 9 - cathode 5 : 0,3 millimètre.
Gaz de remplissage: hydrogène à 15 milli mètres de pression.
Avec ces dimensions, le voltage d'allumage varie d'un tube à l'autre entre 375 volts et 400 volts au maximum. Le tube fournit un courant de décharge à travers le potentio mètre 20 de 2 à 4 milliampères, le curseur du potentiomètre 20 étant réglé de manière à donnner la force électromotrice désirée entre les bornes 18 et 22. Pour n'importe quelle limite de courant donnée, à l'intérieur des limites indiquées ci-dessus, les variations du voltage aux bornes du potentiomètre 20, d'un tube à l'autre, par rapport à la valeur nomi nale de 312 volts, sont inférieures à 5 volts.
Pour n'importe quel tube, après vieillisse ment, le voltage aux bornes du potentiomètre 20 ne varie pas de plus de 1 volt, pour n'im porte quel courant à l'intérieur des limites indiquées ci-dessus.