‹ Contribution à l'étude physico-chimique de l'arc électrique intensif entre électrodes de charbonChapitre 23 sur 55 · TRAME · texte numérisé non relu

TRAME

() Zeits. f. Physik., 27, 1924, p. 356.

THÉSE J. PARISOT.

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Les constantes A et B ont les valeurs respectives de 1,49 et 48 700 pour le carbone pur, 3,3 et 4200 pour le carbone imprégné de matières minérales [26].

La théorie thermionique a été très discutée. Comme elle suppose que la surface émissive est portée à haute température, elle semble mise en défaut dans le cas de métaux à bas points d’ébullition, dont le plus typique est le mercure, et dans les cas qui rentrent dans le cadre de mon travail, des ares Srorr [31] et GarBarini [7]. L’arc Sror éclatait entre deux électrodes de charbon, mais la cathode était constituée par un disque tournant à grande vitesse. Quant à l’arc GARBARINI, il éclate entre une anode de charbon et une cathode en cuivre en forme d’anneau creux aplati, refroidi par de l’eau. Un champ magnétique cause une rotation rapide de l'arc, dont le point d'impact’ cathodique se déplace à une grande vitesse sur la surface de cuivre. La contradiction avec la théorie thermionique peut n'être qu'apparente, car il suffit que la température élevée règne sur une épaisseur très faible de la cathode; c’est ce qu’ont soutenu plusieurs auteurs.

LanGmuir [33] a établi une théorie d’après laquelle les électrons seraient extraits à la cathode par la présence d'ions positifs se trouvant bloqués à ses abords immédiats par une couche de gaz, et causant par leur présence l’existence d’un champ électrique très intense (de l’ordre de 106 V : cm d’après BECKERS et SEELIGER) et très localisé.

C’est la théorie du champ.

Compron [26] admet la validité des deux théories. Les calculs prouvent que lémis- ‘sion thermionique peut rendre compte du passage du courant, mais que l’émission peut être plus élevée par suite du choc d'ions positifs dus à la haute température locale. Il estime que l’émission thermionique peut être complétée par l’extraction d'électrons sous l’action du champ.

SLEPIAN [34] admet l'émission thermionique, et reprend les théories de COMPTON relatives à la colonne positive pour établir que l’arc est le siège d’une ionisation thermique. Je mentionne pour mémoire l’hypothèse d’une émission photoélectrique dont l'importance serait secondaire.

En ce qui concerne l'entretien de la haute température de la cathode, on admet qu’elle serait due à la chaleur abandonnée par les ions positifs qui arrivent sur elle, Les ions positifs provenant de la colonne créeraient une charge spatiale responsable de la chute cathodique, dans la région de laquelle d’autres ions seraient produits par ionisation cumulative (COBINE [82], p. 302 et 303).

Je n’ai pas le moyen de trancher la question d’un point de vue général. Les études auxquelles je me suis référé sont relatives à des arcs de quelques dizaines d’ampères. Si l’on considère le cas des arcs au charbon de plus de 80 A sur lequel je reviendrai [36], il paraît bien établi par les travaux de FINKELBURG [35] et RonLorr [36] qu’un jet d'électrons de plusieurs centimètres jaillit de la cathode. II me semble que, tout au moins pour ces arcs à haute intensité, l'émission thermionique de la cathode chaude ne fasse aucun doute.

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