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beaucoup plus grande pendant que le condensateur se charge que pendant qu’il se décharge. On déduit aisément de ses propriétés physiques qu’il satisfait à ces conditions.

Générateur à arc autorégulateur (C. Lorenz A.-G., Berlin).

L’are est un phénomène d’incandescence électrique. Sa naissance est donc liée à l’existence d’une cathode incandescente qui, alors seulement, est en état d'émettre de nombreux électrons qui sont les véhicules du phénomène. C’est le nombre des électrons qui détermine la résistance de l’arc. Or la cathode est dans un état d'autant

plus favorable au départ des électrons que sa température est plus élevée et la surface de son cratère plus vivement incandescente : donc la conductibilité de l’are va croître avec le produit de ces deux facteurs. Pour obtenir simplement une mesure de sa résistance en fonction des conditions électriques, il suffit de mesurer le courant et la tension aux bornes de l’arc; on peut aussi, en effectuant cette mesure pour un assez grand nombre de valeurs du courant, établir la caractéristique statique de l’arc. En exécutant cette mesure, on constate, ce qui est d’accord avec les considérations précédentes sur la physique de l’arc, que sa résistance diminue quand l'intensité du courant augmente, c'est-à-dire que sa caractéristique est plongeante. Cette propriété, qu'il partage du reste avec un certain nombre d’autres conducteurs, lui permet donc, dans une large mesure, de se conduire comme un organe excilateur de vibrations, en produisant les mouvements d'énergie dont on a parlé au début. Dans les intervalles de temps pendant lesquels le condensateur se décharge sur l’are, le courant oscillant s'ajoute au courant continu, ce qui abaisse la résistance de l’arc. Dans l'intervalle de temps qui suit, la source de courant continu charge de nouveau le condensateur, done le courant dans l’arc diminue et sa résistance croît. On voit aussi que, agissant à la manière des soupapes d'une pompe vis-à-vis de l'eau, le courant dans Parc donne naissance automatiquement à des mouvements d'énergie tels qu'il se produise continuellement un courant vibratoire d'amplitude constante. Mais, de même que,

dans l’analogie hydraulique, la masse des soupapes peut modifier

notablement le mouvement de l’eau, de même l'arc possède une sorte d'inertie électrique, que Simon a appelée Aystérésis de l'arc. On entend, par là, ce fait qu'un arc alimenté avec du courant alternatif, a une caractéristique profondément différente de sa caractéristique statique. Pour en trouver l'explication, il faut revenir à l’origine de l’are et se rappeler que c’est, comme on l’a vu plus haut, le nombre des électrons qui détermine sa résistance. Si alors on fait varier l’intensité du courant excessivement vite, 1l est évident que le point d’où partent les électrons, le cratère de l’électrode, ne peut pas avoir une Lempérature variant périodiquement d’une facon correspondante, de façon que la résistance de l'arc soit déterminée exclusivement par le courant qui y passe. Bien plus, par suite de la chaleur emmagasinée dans l’électrode, l'émission des électrons aura

At ot UC PS LAS SAS LAS nn : | 24

tendance, à mesure que la fréquence augmentera, à passer du régime périodique à un régime de plus en plus constant, de sorte que la variabilité de résistance de l'arc se trouvera supprimée. Mais cela vient troubler les hypothèses grâce auxquelles nous avons prouvé que l'arc était susceptible de produire des oscillations. Cela s'exprime, au point de vue des mesures, en disant que sa caractéris-

Figton

Générateur à arc de Poulsen (Telephon-Fabrik A.-G. vorm. J. Berliner, Vienne).

tique statique se change en une caractéristique dynamique, de plus en plus aplatie. Cela veut dire que, à des intensités égales, correspondent des tensions qui ne sont pas les mêmes suivant que ces intensités sont atteintes en croissant ou en décroissant. La caractéristique statique plongeante initiale perd de plus en plus sa tendance à plonger quand la fréquence s'élève, jusqu’à prendre une forme qui

rend impossible la naissance d’oscillations. Donc tous les moyens propres à diminuer l’'hystérésis doivent rendre l’arc apte à produire des oscillations de fréquence de plus en plus élevée. On a proposé pour cela :

a. De monter plusieurs arcs en série et de refroidir les électrodes (Simon );

b. De plonger l’arc dans une atmosphère d'hydrogène (Poulsen).

La grande mobilité des ions de ce gaz produit une variation de la chute de tension le long de l’arc, de sorte que la chute de tension cathodique, qui intervient pour l’échauffement du cratère négatif, devient plus petite. De plus, le grand coefficient de recombinaison de l’hydrogène à pour résultat la formation de molécules neutres et, par suite, la diminution rapide de la condnctibilité de l'arc. En outre, pour diminuer la persistance des effets de l’échauffement dû au Courant continu, il faut produire une évacuation énergique de la chaleur, en choisissant convenablement la matière qui constitue les électrodes et en refroidissant suffisamment celles-ci avec de l'air ou de l’eau.

On arrive ainsi à accroître suffisamment le nombre de vibrations des générateurs à arc pour qu’on puisse les em ployer en télégraphie sans fil. Mais Pénergie mise en Jeu est encore restreinte. On peut l’augmenter en plaçant l’are dans un champ magnétique transversal, comme la indiqué Poulsen (fig. 97). Pour expliquer la manière d'agir de cet artifice, montrons, à l’aide des oscillagrammes suivants, les différents modes d’oscillations que peut produire un générateur à arc, et qu’on appelle vibrations de premicre espèce, de deuxième espèce et de troisième espèce.

a. Les vibrations de première espèce sont caractérisées par ce fait que leur amplitude est inférieure au courant continu d’alimentalion ( {g. O8 : à, b, c). Elles prennent naissance lorsque, l’inten- | sité du courant continu n'étant pas trop faible, on fait croître la self du circuit oscillant aux dépens de sa capacilé. Pour déterminer expérimentalement si l’on a affaire précisément à cette forme d’oscillations, on excite le circuit successivement par le générateur à arc et par un éclateur à étincelles, et l’on évalue la longueur d’onde à l’aide d’un ondemètre : si elle est la même dans les deux cas, c’est que le système est le siège de vibrations de première espèce. Cette forme d’oscillations peut être employée avantageusement pour les

Vibrations de première espèce.

Vibrations de deuxième espèce.

À A ; 2 . Vibrations L | de deuxième espèce 0 alternant : avec des vibrations d de troisième espèce.

e ’ s Vibrations

rs de troisième espèce.

ELU LAS à fr kr RSR. 2 SL DA + '

mesures, où l’on n’a pas besoin de beaucoup d’énergie : car le courant alternatif qui prend naissance possède, comme le montrent les oscillogrammes, un caractère à peu près parfaitement sinusoïdal. Mais on ne peut pas employer ce mode de fonctionnement en radiotélégraphie, car l’énergie vibratoire utilisable est trop petite. D’ailleurs, dans ce cas, la période peut se calculer avec une grande approximation d’après les constantes du circuit.

b. Vibrations de deuxième espèce. — Ce n’est qu’en élevant la tension à laquelle le condensateur est chargé qu’on peut augmenter

Fig. 99. ke

Générateur à arc de Poulsen (Das Kontinentale-Syndikat für Poulsen Radiotelegraphie A.-G., Copenhague).

l'énergie mise en jeu par un générateur à arc. Ceci équivaut à établir et à supprimer périodiquement le phénomène de décharge entre les électrodes ( Jig. 98 : d,e). On obtient alors des vibrations de seconde espèce, pour lesquelles le courant dans l'arc se compose d’une série d’impulsions se succédant régulièrement et séparées par de courts intervalles où le courant est nul, On atteint cette forme

- Las

en diminuant l’hystérésis de l'arc et en chassant énergiquement les électrons du trajet de l’are. Les courants alternatifs deviennent alors assez forts pour que leur amplitude J,, dépasse le courant continu d'alimentation &,(J,%1,164). On a constaté pratiquement que de bons procédés pour cela consistent à refroidir fortement l’anode métallique avec de l’eau ou de l’air, à plonger l'arc dans une atmosphère d'hydrogène, à donner un mouvement de rotation à l’une au moins des électrodes (Poulsen, fig. 99) ou à l’arc (Rein, fig. 100),

Fig. 100.

Générateur avec arc tournant de Rein (Dr. Erich F. Huth G. m. H., Berlin}.

et à employer un soufflage magnétique pour chasser le gaz 1onisé. Chaque fois que l’espace compris entre les électrodes a perdu sa conductibilité électrique, le condensateur du circuit oscillant se charge jusqu’à ce que sa tension atteigne la valeur de la tension explosive. Le courant qui passe alors dans l’arc va s'arrêter, grâce au soufflage énergique dû à l’aimant, au moment où :l passera par la valeur zéro; puis les mêmes phénomènes se reproduiront. Ge phénomène ne peut cependant se produire avec une pleine régularité que si les intervalles de temps pendant lesquels il n’y a pas de courant de décharge sont dans un certain rapport avec ceux où il y

en a un. Cela signifie que, pour de petites capacités, on ne peut

Per OP 7 |

mettre en Jeu assez d'énergie que si la tension d'allumage est grande, c'est-à-dire si l’action du champ Mmagnélique est puissante. Il est également évident que, pour des fréquences élevées, l'arc n’élant éteint que pendant un temps très court, un soufflage énergique est nécessaire. Il résulte de tout cela qu'il n'ya que le champ magnétique qui puisse rendre le générateur à arc susceptible d’être employé comme une machine à haute fréquence fournissant assez d'énergie. En outre, si l’on veut produire de grandes énergies de haute fréquence tout en maintenant aux oscillations une certaine apütude à la résonance, il faut choisir convenablement l'induction magnétique suivant les différentes longueurs d’onde et capacités d'antenne.

e a 0 b @) Fig. 1or.

Dans l'air a. Tension I. Courant dans l’arc.

Dans l'hydrogène b. » LR »

Dans l'hydrogène avec soufflage magnétique c. « III. »

Afin de montrer l'efficacité des procédés indiqués pour l’élévation de la tension d'allumage, la figure 101 donne une série de courbes de tension et d'intensité qui font voir importance de l'atmosphère d'hydrogène et du champ magnétique, tant en ce qui concerne l’amplitude des oscillations qu’en ce qui concerne leur période. En em-

ployant des éclateurs appropriés, possédant une haute aptitude à l'extinction, et en prenant des valeurs convenables pour les gran-

Fig.Wros!

Vibrations de première espèce (Arc).

deurs électriques du circuit el pour l'intensité du courant d’alimentation, on peut augmenter les intervalles entre les différents chocs

Vibrations de deuxième espèce (chocs parfaits) (33500 chocs à la seconde).

de courant : alors le circuit de haute fréquence perd de plus en plus son aptitude à la résonance, et 1l devient capable de produire

l'excitation par choc parfaite d’un Système suscepuble d’osciller qui lui est couplé serré. On obtient donc ainsi le même mode de fonctionnement qu'avec des vibrations amorties, dans le cas limite de l'excitation par choc de Wien. Cette forme de décharge peut être considérée comme un état intermédiaire entre l’are et l’étincelle.

©. Vibrations de troisième espèce. — On peut aller plus loin, comme le montre l’oscillogramme de la figure 98 f, où des vibrations de deuxième espèce alternent avec des vibrations de troisième espèce. Celles-ci correspondent à un état oscillatoire de l'arc où, par suite de rallumages continuels, l'énergie emmaganisée dans le

MIS Pro:

Vibrations amorties d’une antenne,

condensateur se décharge à lraVérs l’arc sous la forme d’un train d'ondes amorties. C’est en principe le même phénomène que dans les décharges par étincelles. On a rarement à se servir, Lant pour les SES P ) | mesures que pour la pratique, de ce mode d’oscillations, dont la figure 08 donne le diasramme. Il se produit quand on cherche à 5 90 S | q élever la tension d'allumage pour les vibrations de deuxième espèce à l’aide des procédés qui ont été indiqués.

Les figures 98 et 101 représentent les courbes de tension et de courant obtenues avec un arc de Duddell. Les photographies repré-

HR. Lo

ft -

én Cast)

sentées sur les figures 102 à 104 sont prises à l'oscillographe à effluves : elles donnent lPallure du courant pour les modes de fonctionnement caractéristiques en haute fréquence.

2. Mesure du rendement d’un générateur à arc. — L'évaluation du rendement d’un poste d'émission repose sur la mesure de l’énergie rayonnée par l'antenne et de l'énergie fournie par la dynamo. Si l’on connaît le décrément logarithmique de l’amortissement de l’antenne, on peut, à l’aide de la formule

calculer une résistance équivalente æ, qui, multipliée par le carré du courant £, dans l'antenne, donne la grandeur de l'énergie utilisée.

Pour étudier un générateur d’oscillations, il est bon de remplacer l'antenne par une charge équivalente (constituée, par exemple, par des lampes à incandescence), intercalée dans un circuit secondaire accordé où apériodique, et de mesurer l’énergie utilisée et le rendement du dispositif à l’aide de mesures d’intensités et de tensions. On peut employer indifféremment un montage par induction ou par

dérivation. Des intensités te et £ (fig. 105) et des tensions € et e», on tire le rendement cherché

ne Dans la plupart des cas, les générateurs à arc sont montés direc- …

tement dans l’antenne, dont nous regarderons la capacité et la résistance comme données; 1l faut dès lors étudier le poste d'émis-

nbmdrats Line Miss à RS

sion au point de vue de l'influence que le champ magnétique peut avoir sur la pureté et la qualité des oscillations, en fonction de la période propre de l’antenne. Comme on la indiqué plus haut, il faut que l'induction magnétique soit prise plus faible si la longueur d’onde augmente, et cela d'autant plus que la capacité de lantenne est plus grande. On observera en même temps, en établissant les courbes de courant et de tension au primaire et la courbe du courant dans l’antenne en fonction de la fréquence employée, que, si l’on diminue la fréquence, l’intensité dans l’antenne restant constante, l'énergie de courant continu mise en Jeu présente un minimum pour une certaine longueur d'onde. Ce phénoméne est dû aux faits suivants : si la longueur d'onde du courant alternatif croît, la résistance amortissante totale de l'antenne commence par décroître, parce que le rayonnement diminue, ainsi que les pertes à la terre et dans les conducteurs voisins; puis, à partir de certaines valeurs, elle se relève, car la résistance des bobines qui servent à allonger la longueur d'onde et surtout les pertes diélectriques, les phénomènes de dérivations et les aigrettes le long des fils causent alors une notable perte d'énergie. On a d’ailleurs vu plus haut que, si l’on augmente la longueur d’onde, le rendement du générateur s'élève par suite du nombre de désionisations par seconde plus peut de l’espace où s'effectue la décharge; mais, par contre, l'effet utile de l'antenne diminue alors de plus en plus par suite de la diminution de son rayonnement : donc, pour une certaine longueur d’onde, le poste doit fonctionner avec un rendement maximum, On pourra aussi se rendre compte que les valeurs absolues mesurées dépendent de la variation des influences atmosphériques : celles-ci affectent, en effet, d’une part, la résistance du sol; d'autre part, l’isolement. Si donc, on est obligé d’élever la tension du courant continu primaire pour obtenir la même intensité dans l’antenne, c’est que la résistance effective de Pinstallation d'émission a augmenté. Ce phénomène est particulièrement sensible dans toutes les stations où le générateur est monté directement dans l’antenne. |

A ce sujet, il faut encore signaler l’action favorable du montage dit à volant (fig. 106). On l’emploie souvent, en particulier avec de petites antennes, pour obtenir d’une façon simple et rapide une variation de la longueur d'onde. Le montage en parallèle du con-

densateur variable et de la self d'antenne a pour conséquence que, à longueur d'onde égale, l’antenne a un amortissement moindre que dans le cas où l’on produit l'allongement à l’aide de la bobine seule. En elfet, si une antenne, dont la résistance amortissante est pour

Fig. 106.

une certaine fréquence w,, est alimentée par un courant ï, d'amplitude J, l'énergie mise en jeu est, comme on l’a déjà vu,

AP = Ua

Si l’on allonge la longueur d'onde à l'aide d’une self L,;, l'énergie

vibratoire à un instant donné est

Par suite, le décrément logarithmique d'amortissement a pour

valeur

Si l’on produit le même allongement à l’aide du montage à volant, l'énergie totale, pour un méme courant dans l’antenne, devient

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