Nouvelles mesures de la rigidité diélectrique de l'hydrogène et de l'azote comprimés

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Nouvelles mesures de la rigidité diélectrique de

l’hydrogène et de l’azote comprimés

André Boulloud

To cite this version:

NOUVELLES MESURES DE LA

RIGIDITÉ

_{DIÉLECTRIQUE}

DE

LHYDROGÈNE

ET DE L’AZOTE

COMPRIMÉS

Par ANDRÉ

_BOULLOUD,

Laboratoire

_{d’Électrostatique}

et de _Physique du _Métal, Grenoble.

.

Sommaire. 2014

Mesures, en tension _continue, de la

_rigidité

_{diélectrique} de l’azote et de

_{l’hydrogène}

comprimés entre _plateaux

_parallèles

et en

_champ

non _{uniforme pour des gaz} de

_pureté

_commerciale, d’une _part, et _purifiés, d’autre _part.

Les résultats obtenus confirment les données antérieures. Ils ne _{permettent pas}

_{d’expliquer}

le comportement des _{génératrices}

_{électrostatiques}

utilisant ces _gaz comme milieu de fonctionnement.

PHYSIQUE APPLIQUÉE 17, 1956,

1. Introduction. -

D’après

les recherches

récentes sur les

génératrices électrostatiques

à

transporteur isolant,

le même

_appareil

_peut

four-nir une tension maximum

plus

élevée si on le fait

fonctionner dans une

_{atmosphère comprimée}

’

d’hydrogène

purifié

que si on utilise une

atmo-sphère

d’azote, également

purifié,

sous la même

pression

[1].

Un tel

_phénomène

est en

contradic-tion avec les données

déjà

publiées

sur la

rigidité

diélectrique

de ces deux gaz

[2], [3].

Ces

données,

d’ailleurs _peu nombreuses _pour de

_grands

écarte-ments des électrodes

_[4]

à

_[8],

se

_rapportent,

il est

vrai,

à des gaz de

pureté

commerciale et elles ont souvent été obtenues en tension alternative.

Nous avons été ainsi conduits à

_procéder

à des

mesures

_comparatives

de la

_{rigidité diélectrique}

de

l’hydrogène

et de l’azote

_comprimés,

en tension

continue,

en

_portant

notre attention sur l’influence éventuelle de la

_pureté

du gaz.

2.

_{Appareillage.}

-

a)

HAUTE TENSION. -- La

haute tension était

_produite

_par une

génératrice

électrostatique

à

_transporteur

isolant

_pouvant

fournir les deux

_polarités.

Des

_montages

redres-seurs-multiplicateurs

de tension étaient utilisés

pour obtenir les tensions

négatives

inférieures à 45 kV et les tensions

_positives

inférieures à 30

_kV,

ainsi que pour exciter la

génératrice

électro-statique.

Ces redresseurs étaient alimentés à _par. tir du réseau de distribution à travers un stabilisa-teur de tension.

La haute tension était mesurée à l’aide d’un divi-seur de tension à résistances et d’un

_jeu

de volt-mètres

_{électrostatiques}

de divers

_calibres,

préala-blement étalonnés. La

_précision

ainsi obtenue

dépassait -1-

1 pour 100 pour des mesures

_relatives,

mails la valeur absolue de la haute tension n’était

pas déterminée à mieux

de +

3 pour 100

près,

l’éta-lonnage

du diviseur

_ayant

été effectué _par réfé-rence à l’éclateur à

sphères.

Une résistance de

_protection

de 25

_mégohms

était insérée entre la source de haute

_tension,

d’une

part,

l’enceinte d’essais et le diviseur de

_tension,

d’autre

_part.

b)

MESURE DES COURANTS. - L’intensité des

courants

_compris

_Qntre

10-10 et 10--5 A était éva-luée par une méthode

_{électrométrique}

et celle des courants

_supérieurs

à

_{quelques microampères}

était lue sur un

_{microampèremètre}

de

_type

indus-triel. Dans le cas de

_l’emploi

de la

_{génératrice}

élec-trostatique,

les fluctuations de la haute tension

rendaient difficile la mesure des courants les

_plus

faibles.

C)

IONISATION ARTIFICIELLE. - Nous _avons

uti-lisé,

comme source d’ionisation

_{artificielle,}

le

rayonnement

y d’une source de radiocobalt 60CO

placée

à l’extérieur de l’enceinte d’essais.

d) ÉLECTRODES.

- Les

plateaux

utilisés étaient

en acier

ordinaire,

en acier

_inoxydable

_{à 18 pour} 100 de chrome et 10 _pour 100 de nickel et en

alu-minium. Leur surface utile était de 10 CM2

envi-ron. Leur bord était convenablement arrondi. En

outre,

de nombreux

_repolissages

leur avaient donné un

_profil

_légèrement

_convexe, éliminant ainsi le

passage d’étincelles à la

périphérie

des électrddes. Pour les mesures en

_champ

non

_uniforme,

nous avons

_employé

une

_{tige cylindrique}

en acier

ordi-naire,

de

_4,5

cm de

_longueur

utile et de 6 mm de

diamètre. Son extrémité était à _peu

_près

hémi-sphérique.

Elle était montée en face d’un

plateau

d’acier

_{inoxydable disposé perpendiculairement}

à

son axe de révolution. Pour l’écartement de 2 _cm, nous utilisions un

_plateau

chromé,

de 8 cm de

dia-mètre,

à bord arrondi.

L’enceinte d’essais était

_{cylindrique ;}

elle avait

un diamètre intérieur de 16 cm. Elle était main-tenue au

_potentiel

du sol.

3. Mode

_opératoire.

--

a)

MONTAGE DES ÉLEC-TRODES. - Les électrodes étaient soumises à _un

polissage mécanique

soigné,

puis dégraissées

à

l’acétone,

rincées à l’eau distillée et séchées. On les

montait ensuite sur un châssis isolant muni d’une

vis pour le

réglage

de leur écartement et de vis calantes pour celui du

_{parallélisme.}

La distance d

des

_plateaux

était contrôlée en introduisant entre eux des cales. L’erreur relative sur d ne

dépassait

27 A

pas -4-

2 pour 100

pour d

= 1 mm et

₊

_{1 pour} 100

_{pour d}

= 5 _mm. Dans le _cas des

expériences

avec la

tige,

on se fiait à _{la vis pour} l’obtention et

la mesure de l’écartement des électrodes.

b)

REMPLISSAGE DE L’ENCEINTE.

_-

L’hydr0-gène

et l’azote «

impurs »

étaient

prélevés,

direc-tement dans les

bouteilles

fournies couramment

par l’industrie.

L’hydrogène

« _{pur » était}

purifié

par

liquéfaction

par les soins du

département

Basses

_{Températures}

du

_Laboratoire,

_puis

comp-primé

et stocké dans des bouteilles

_{spécialement}

réservées à cet _{usage. L’azote} « _{pur »} nous était

fourni _{par la} Société l’Air

_Liquide.

Il

_titrait,

_d’après

le

_fabricant,

environ 5 X 10-5

_{d’impuretés.}

Des

dosages d’oxygène

par le

pyrogallol

ont donné une teneur en

_oxygène

de

_1,5

_pour 100 pour l’azote

impur

et de

_0,15

_pour 100

_(quantité

voisine de la limite de sensibilité de

_{l’appareil)}

_pour

_{l’hydrogène}

impur.

La teneur en

_oxygène

de l’azote « _{pur »}

n’était

_pàs

mesurable _par ce

_procédé.

Avant

_{chaque remplissage,}

l’enceinte d’essais

était vidée au _{moyen d’une pompe} à

palettes, puis

rincée avec le gaz de

remplissage

et vidée à nou-veau. Pendant ce deuxième _pompage, on faisait passer une

décharge

luminescente entre les

élec-trodes. Le _pompage, avec utilisation d’un

_piège

à

azote

_liquide,

était ensuite

_prolongé

_pendant

une

heure,

une fois réalisée l’extinction

_complète

d’un

voyant

à

_décharges

_placé

sur la canalisation de vide. La canalisation reliant la bouteille à l’enceinte

était

_balayée

avec le gaz de la

_bouteille,

_puis

main-tenue sous

_pression

pendant

toute la durée du pompage. Dans ces

_conditions,

on estimait que la

pression partielle

des

_impuretés

dues au

remplis-sage était certainement inférieure à

0,1

mm de

Hg.

Le _gaz était en outre desséché au _moyen

d’anhydride

phosphorique placé

dans l’enceinte.

c)

MESURES. - Toutes les séries de

mesures ont

été effectuées _par

_pressions

décroissantes. Les

vidanges

partielles

de l’enceinte entraînant une variation de la

_température

du gaz, on attendait

chaque

fois _{que la}

_pression

fut stabilisée. Les mesures ont été effectuées à la

température

ambiante,

voisine de 20° C.

Nous avons

choisi,

comme critère

_{d’amorçage,}

le

_passage

d’une étincelle au moins en 2

_minutes,

la haute tension variant par

degrés

de 1 pour 100 environ. Sous

_{chaque pression,}

la détermination du

potentiel

disruptif

résultait de

_plusieurs

mesures

(3

en

_général),

aussi bien avec _que sans ionisation

artificielle,

et,

éventuellement,

pour les deux

pola-rités de la haute tension. Aux fortes

_tensions,

les mesures étaient rendues délicates par l’instabilité

de la

_{génératrice électrostatique}

et _{par les}

nom-breux amorçages survenant à l’intérieur de celle-ci.

4. Résultats

_{expérimentaux.}

-

a)

CHAMP UNI-FORME. ,- Nous _avons mesuré le

potentiel

dis-ruptif

entre

_{plateaux d’acier}

_inoxydable

écartés de 5 mm

_{( fcg.}

1 et

2)

et entre

_plateaux

d’acier

FIG. 1. - Variation _en fonction de la

pression du poten-tiel _disruptif entre _plateaux d’acier _inoxydable écartés de 5 mm dans

_{l’hydrogène}

_purifié

_(1).

Fm. 2. -- Variation en fonction de la

_pression

du poten-tiel

_disruptif

entre _plateaux d’acier _inoxydable écartés de 5 mm dans l’azote _purifié.

inoxydable,

d’acier ordinaire et d’aluminium

écar-tés de 1

_{mm (fig.}

3 et

_4).

Dans tous les cas, l’un

des

_plateaux

était au

_potentiel

du sol. Il était

procédé,

sans ouvrir

_{l’enceinte,}

à

_plusieurs

séries de mesures avec

_{chaque paire d’électrodes,}

dans

le même gaz alternativement « _{pur »} et

impur.

Dans l’azote et dans

_{l’hydrogène,}

l’accroissement

du potentiel disruptif

avec la

_pression

est d’abord

régulier (domaine

de

_Paschen).

A

_partir

d’une

phénomène

de saturation est

_général

_pour tous les gaz. L’irradiation par le radiocobalt n’a pas d’effet

détectable,

sauf

_parfois

un abaissement très faible

FIG. 3. - Variation _en fonction de la

pression

du

poten-tiel

disruptif

entre plateaux d’aluminium écartés de 1 mm dans

l’hydrogène purifié.

FIG. 4. - Variation en fonction de la pression du

poten-tiel

_disruptif

entre

_plateaux

d’acier _inoxydable écartés de 1 mm dans l’azote et dans l’air.

(Les mesures ont été effectuées avec la même _paire d’électrodes dans l’azote alternativement _purifié et

impur.)

du

_potentiel

_disruptif

sous la

_pression

de

2,5

kg /cm2.

Dans le domaine de

_Paschen,

et

avec

le critère

_utilisé,

les valeurs

_numériques

du

poten-tiel

_disruptif

sont bien

_{reproductibles,}

dans la limite de la

_précision

des mesures. Sauf _{pour les}

plateaux

d’aluminium dans

_l’azote,

elles sont

indépendantes

de la

_pureté

du _gaz et de la nature

du métal des électrodes. _{Nos résultats pour les}

écartements de 1 et de 5 mm ne vérifient la loi de

Paschen

_qu’à

6 pour 100

près environ,

tant dans l’azote que dans

l’hydrogène,

et cet écart ne

_paraît

pas

pouvoir

s’expliquer

entièrement par les erreurs de mesure. L’écartement le

_plus

grand correspond

à la valeur la

_plus

élevée du

_{potentiel disruptif,}

pour une même valeur du

_produit

de la

_pression

par la distance des électrodes. Dans le domaine de

saturation,

au

contraire,

le

potentiel

disruptif

est

moins bien défini. Il se relève

_d’abord,

au fur et à mesure du passage successif d’étincelles

_(effet

de

formation)

et il tend vers une valeur

_limite,

fonc-tion de la tension maximum

_appliquée

aux

élec-trodes,

comme le montre l’accroissement de la

rigidité diélectrique

de

_{l’hydrogène}

obtenu en

formant d’abord les électrodes dans l’azote

_{( fig.}

_3).

Toutefois, après

un renouvellement du _{gaz, les}

premières

étincelles

_passent

_pour des tensions

appli-quées

plus

faibles _{que celles atteintes} au cours de

l’expérience

antérieure. Sous une même

_pression

et pour une même _{série de mesures,, les résultats} obtenus

_présentent

en outre une

dispersion,

faible

dans

_{l’hydrogène, plus importante}

dans

_l’azote,

surtout

_impur,

notamment avec les électrodes d’acier ordinaire et surtout d’aluminium. Dans ce

dernier cas, l’écart entre les valeurs extrêmes

_peut

dépasser

10 _pour 100. Cette

_dispersion

se manifeste

principalement

par une tendance au

_réallumage

pour une tension sensiblement

_plus

faible _que celle

correspondant

à

_{l’amorçage}

de l’étincelle

_initiale,

même

_après

un délai de l’ordre de la minute. Pour restaurer une valeur élevée du

_{potentiel disruptif,}

il faut ne rétablir _{que très}

_{progressivement}

la

tension

_appliquée.

Le retard

_disruptif

est alors

important

et l’utilisation de radiocobalt demeure sans effet.

Compte

tenu de l’incertitude due au

phénomène

de

_formation,

_{il n’a pas été}

_possible

de mettre en évidence une influence de la

_pureté

du gaz sur la

rigidité

diélectrique

de

_{l’hydrogène.}

Par

_contre,

l’expérience

montre de manière indiscutable _que

le

_{potentiel disruptif,}

sous les fortes

_pressions,

est

plus grand

dans l’azote

_impur

_{que dans l’azote}

« _{pur »,} au moins dans le cas des électrodes d’acier

ordinaire et d’acier

_{inoxydable (fig.}

_4).

Avec les

électrodes

_{d’aluminium,}

cet effet est

_masqué,

si il

existe,

par la

dispersion

des résultats des mesures.

Dans le domaine de

_saturation,

la

_rigidité

diélec-trique

de

_l’azote,

aussi bien « _{pur »}

_{qu’impur,_}

dépend

de la nature du métal des électrodes. Dans

29 A

des

_plateaux

d’aluminium écartés de 1 mm et elle

dépasse

60

_kV/mm

entre des

_plateaux

d’acier

inoxydable,

tandis que des

plateaux

d’acier ordi-naire conduisent à des valeurs intermédiaires. Les métaux utilisés se classent dans un ordre

identique

dans l’azote

_impur.

Il semble

_qu’il

en soit de même

dans

_{l’hydrogène,}

_{bien que} nos

_{expériences n’y}

couvrent _que le début du domaine de saturation

et

_qu’elles

ne

_permettent

_pas de tirer des conclu-sions certaines.

Les courants

_{prédisruptifs}

sont

_toujours

très

faibles dans

_{l’hydrogène}

(de

l’ordre de 10-1° A au

plus),

même avec des électrodes d’aluminium

formées dans l’azote

_impur.

Dans

_l’azote,

ils sont

négligeables

sous les fortes

_pressions,

une fois la

formation

_achevée,

et ils restent de l’ordre de

10-10 à 10-9 A au

plus,

dans le domaine de

Pas-chen,

avec des électrodes d’acier ordinaire et

d’acier

_inoxydable.

Dans le cas des

_plateaux

d’alu-minium,

ils sont de l’ordre de 10-9 A au

_plus

sous

les fortes

_{pressions ;}

dans le domaine de

_Paschen,

ils

_atteignent

des valeurs élevées

_(jusqu’à

_plus

de 10-’

_A)

dans l’azote

_impur,

alors

_qu’ils

restent

de l’ordre de 10-1° à 10-9 A dans l’azote « _pur ».

Cette différence d’ordre de

_grandeur

se retrouve

systématiquement quand

on

_répète

les

_expériences

et elle

_correspond

à un abaissement du

_potentiel

disruptif

de 2 à 3 pour 100 dans l’azote

_impur.

En accord avec les données

déjà publiées,

nous avons trouvé que la

rigidité

diélectrique

de

l’azote,

en

_champ

uniforme,

est un _peu

_{plus grande}

_que

celle de l’air dans le domaine de Paschen

_(fin.

₄₎

et

qu’elle

y est presque le double de celle de

l’hydro-gène,

sous la même

_pression

et _{pour le même} écar-tement des électrodes. Comme pour tous _{les gaz,}

d la

_rigidité

_{diélectrique}

de l’azote et de

_{l’hydrogène,}

sous une

_pression

_donnée,

décroît

_quand

l’écar-tement des électrodes

_augmente.

La

_pression

sous

_laquelle

le

_phénomène

de

satu-ration commence à se manifester croît avec le

_degré

de formation des électrodes

_(fig.

2 et

_fig.

_4).

La

rigidité

diélectrique

correspondante

dépend

à la fois de la nature _{du gaz,} de l’écartement et du métal des électrodes

_{(tableau I).}

Elle est

_plus

TABLEAU I

Pression _p et _rigidité

_{diélectrique}

E _{correspondant} à l’appa-rition du _phénomène de saturation du potentiel

disruptif

entre _plateaux d’acier

inoxydable

(d : distance des électrodes).

N2... V .11 vv

petite

dans

_{l’hydrogène}

_que dans l’azote et _pour un

_grand

écartement des

plateaux

_{que pour} un

écartement

_plus

faible. Il en est de même de la

rigidité diélectrique

à l’intérieur du domaine de saturation. La

_comparaison

des

_potentiels

disrup-tifs dans l’azote et dans l’air montre _que, sous

forte

_pression,

ce dernier gaz

peut supporter

sans

amorçage des tensions bien

supérieures

à celles

observées dans l’azote.

_{L’augmentation}

de la

rigi-dité

_{diélectrique}

avec la teneur en

oxygène

de l’azote est d’autant

_plus

_{lente que le}

_pourcentage

d’oxygène

est

_plus

_{grand (tableau II),}

en accord TABLEAU II

Rigidité

diélectrique

E de l’azote et de _l’air, sous une _pression

de 40

_kg/cm2,

entre _plateaux d’acier _inoxydable écartés de 1 mm.

avec les résultats de Zeier

_[9]

relatifs à des

_mélanges

d’azote et d’air.

b)

CHAMP NON _UNIFORME, -

Lorsque

la

_tige

est

_négative,

l’ionisation artificielle est sans effet sur le

_{potentiel disruptif,}

sauf sous les

_pressions

les

plus

faibles. Dans

_{l’hydrogène,}

son influence ne se

fait pas sentir au delà de

_{12,5 kg/cm2 environ,}

_pour un écartement des électrodes de 2 cm, et au delà de 5

_{kg /cm2}

_pour des écartements

_plus

_petits.

Dans

l’azote,

elle n’est détectable _que sous une

pression

de

_2,5

_{kg /cm2}

_pour un écartement de

_0,5

cm et sous une

_pression

au

_plus

_égale

à 5

_{kg /cm2}

_{pour les} écartements

_{plus grands.}

Dans le cas de la

_tige

positive,

au

_contraire,

le retard

_{disruptif atteint,}

en l’absence de

_radiocobalt,

des valeurs

_élevées,

tant dans l’azote _{que dans}

_{l’hydrogène,}

et les

mesures de

_{potentiel disruptif}

_présentent

une

cer-taine

_dispersion.

L’ionisation artificielle

_régularise

les valeurs

obtenues

et elle les abaisse sensible-ment

_(fig.

_{5), mais, .même alors,}

elles restent un

peu

supérieures

à celles observées pour l’autre

polarité.

Une

_décharge

_permanente

_{par effet} de couronne se

_produit

_{régulièrement}

sous les faibles

_pressions

dans l’azote

_impur

et dans

_{l’hydrogène}

_lorsque

la

tige

est

_positive.

Elle n’a

_jamais

été observée dans l’azote « _{pur ».} Sans ionisation

artificielle,

elle

s’amorce à la faveur d’une étincelle. Si on utilise

le

_radiocobalt,

il faut franchir dans

_{l’hydrogène}

un

domaine de tensions où

_passent

seulement des

étincelles continuelles avant de

_parvenir

à la stabi-liser. Dans l’azote

_impur,

et en

_présence

de

radio-cobalt,

elle s’amorce souvent

_d’emblée,

à la

_faveur,

semble-t-il,

d’un canal

_{prédisruptif.}

Le courant

transporté

par cette

décharge

croit avec la tension

appliquée

et il

_peut

_{dépasser plusieurs}

centaines

de

_{microampères}

avant _{que l’étincelle survienne} à nouveau. On observe dans l’enceinte une

_plage

pression

maximum sous

_laquelle

cette

_décharge

peut

exister croit avec la distance des électrodes.

Elle ne

dépasse

guère 7,5

kg /cm2

_pour un écar-tement de 2 cm et elle

_paraît

_dépendre,

dans une

certaine mesure, des

caractéristiques

de la source

de haute tension

_{(génératrice}

_{électrostatique}

ou

redresseur).

FIG. 5. - Variation en fonction de la _pression du

poten-tiel _disruptif entre une _{tige cylindrique} à extrémité

hémisphérique

de 6 mm de diamètre et un _plan dans

l’hydrogène

purifié. d : distance des électrodes.

Nous _{n’avons pas} observé de

_décharge

_par effet de couronne

_lorsque

la

_tige

est

_négative.

Pour cette

polarité,

et _pour un écartement des électrodes de 2 cm, les

décharges

dans

_{l’hydrogène}

sont

incom-plètes.

Elles se

_présentent

sous la forme de tirets blancs

_partant

de l’extrémité de la

_tige.

L’augmen-tation de la tension

_appliquée

a _{pour seul effet}

d’accroitre leur cadence de

_{répétition.}

Pour le même écartement et _{pour la même}

_polarité

de la

tige,

les étincelles ont un

_aspect

_normal,

blanc bleuté

_{éblouissant,}

dans l’azote

_{impur ;}

dans

l’azote « _{pur »,} elles sont

rougeâtres

_et,

sous les

pressions

inférieures à 5

_kg/cm2,

elles

_{n’atteignent}

pas le

plan.

Un nuage

bleuâtre,

très faiblement

lumineux, apparaît

alors devant celui-ci au moment

où elles surviennent.

Dans

_l’azote,

sous les

pressions supérieures

ou

_égales

à 10

_{kg /cm2,}

et _pour un écartement de

0,5

cm des

_électrodes,

le

_potentiel

_{disruptif lorsque}

la

_tige

est

_négative

est sensiblement

_plus

_petit

_que pour l’autre

polarité

avec utilisation de

radio-cobalt. Il

_présente

en outre un

_phénomène

de for-mation

_(fig.

_6).

Comme en

_champ

_uniforme,

le

potentiel disruptif

dans l’azote est un _{peu inférieur} au double de celui dans

l’hydrogène,

sous une w même

_pression

et pour un même écartement des électrodes. Tant dans _{l’azote que dans}

_{l’hydrogène,}

les tensions

_{d’amorçage}

de l’étincelle ou de la

décharge

en couronne sont

_{indépendantes}

de la

pureté

du gaz. Dans

_{l’hydrogène,}

le

_potentiel

dis-ruptif

dans le cas de la

_tige

_négative

se trouve

mul-tiplié,

quelle

que soit la

pression,

par le facteur

1,41

quand

on _{passe de}

_0,5

_cm à 1 cm _{pour l’écartement}

des électrodes et _{par le facteur}

_{1,84 quand}

on _passe

de

_0,5

cm à 2 cm. Ces facteurs sont les mêmes dans

l’azote,

abstraction faite du

_phénomène

de

satu-ration

apparaissant

pour l’écartement de

0,5

cm.

FIG. 6. - Variation _en fonction de la

pression du poten-tiel _disruptif entre une

_tige

_cylindrique à extrémité

hémisphérique

de 6 mm de diamètre et un _plan dans l’azote _{purifié : d :} distance des électrodes.

Les résultats

_{représentés}

sur les

figures

5 et 6 ont

été

_obtenus

la

_tige

se trouvant au

potentiel

du sol.

Si la haute tension lui est

_appliquée,

les valeurs

numériques

sont

_{systématiquement plus petites.}

Pour un écartement des électrodes de 1 _cm, elles

sont _{divisées par le facteur}

_1,15,

aussi bien dans l’azote que dans

l’hydrogène.

5. Discussion. - Nos résultats

expérimentaux

sont en excellent accord avec la théorie

d’après

laquelle

les

_{phénomènes d’amorçage}

_{dans les gaz}

comprimés

sont _{déterminés par} une émission de la cathode sous l’effet du

_champ

_{électrique régnant}

à sa surface

[7], [10]

et

_[11].

L’inefficacité de l’ioni-sation

_{artificielle,}

sauf sous les

pressions

les

_plus

faibles,

dans le cas des mesures en

_champ

_uniforme,

l’influence de la nature du métal des électrodes

sur la

rigidité

diélectrique

dans le domaine de

satu-ration,

les effets de

_polarité

en

champ

non

uni-forme et l’amorce de saturation constatée dans l’azote sous des

_pressions

au moins

égales

à

10

_{kg /cm2, lorsque}

la

_tige

est

_négative

et distante de

_0,5

mm du

_plan,

sont autant

_{d’arguments}

en sa faveur.

Cependant,

le rôle

joué

_{par l’ionisation}

dans le gaz reste

_important,

même sous les fortes

pressions,

comme en

_témoignent

l’influence de la distance des électrodes et celle de la nature du _gaz sur le

phénomène

de saturation.

Dans le cas des

_{plateaux d’aluminium,}

les essais

dans l’azote et dans

_{l’hydrogène}

montrent _que

31A

l’abaissement de la

_rigidité

_{diélectrique}

_qui

en résulte sont liés à

_{l’oxydation}

des

_électrodes,

et aussi à

_{l’amplification}

du courant initial _par l’ioni-sation par chocs

dans

le gaz,

puisque

c’est dans le

domaine de Paschen que les courants

les

_plus

intenses ont été mesurés.

On sait _que l’azote _pur ne s’ionise _que faible-ment sous l’effet du

rayonnement

_émis

par les

décharges

se

produisant

en son

sein,

alors _que l’addition d’une

_{petite quantité d’oxygène}

accroit

notablement

l’importance

de la

_{photoionisation}

du gaz.

C’est

probablement

à ce

_{phénomène qu’il}

faut attribuer les différences de

_comportement

entre l’azote « _{pur »} et l’azote

impur

en

_champ

non uniforme.

L’écart

entre les valeurs du

_potentiel

_disruptif,

suivant

que la

tige

est

portée

sous la haute tension ou au

potentiel

du

sol,

rappelle,

si besoin en

_était,

tes

_{précautions qu’impose}

aux

_{expérimentateurs}

l’influence des

_parois

de l’enceinte sur la

réparti-lion du

_champ

_électrique

entre les électrodes. 6. Conclusion. -

a)

Conformément aux

don-nées

_publiées

_{antérieurement,}

la

_rigidité

diélec-trique

de l’azote dans le domaine

de

Paschen est presque

égale

au double de celle de

l’hydrogène

sous la même

_pression,

toutes conditions

_égales

d’ailleurs,

et cela aussi bien

_enichamp

uniforme

_[5],

[7] qu’en champ

non uniforme

_[5].

Sous les fortes

pressions,

leur écart va en s’atténuant.

b)

La

_pureté

du gaz est sans effet sur la

_rigidité’

diélectrique

de

_{l’hydrogène.}

Sous forte

_pression,

la

rigidité diélectrique

de l’azote

_impur

est un _peu

plus grande

que celle de l’azote

purifié.

c)

Le

_phénomène

de saturation du

_potentiel

dis-ruptif

commence à se _{manifester pour} des

_champs

électriques

assez variables avec la nature _{du gaz,} le métal et l’écartement des électrodes. Ces

_champs

sont de l’ordre de 30 à 50

_{kV /mm}

_{pour des} élec-trodes

_déjà

formées.

d)

Les résultats obtenus sont conformes à la théorie

_{d’après laquelle}

_{l’amorçage}

de l’étincelle

électrique

dans _{les gaz}

_comprimés

est déterminé par une émission de la cathode contrôlée _par le

champ électrique

à la surface de celle-ci.

e)

D’après

l’étude des

_{génératrices}

électrosta-tiques

à

_transporteur

_isolant,

la tension maximum

que

peut

fournir un tel

_appareil

est _{limitée par des} amorçages survenant entre les inducteurs. La

diffé-rence de

_potentiel

entre les inducteurs est

_égale

à la somme des tensions d’excitation et de

_débit,

et les chiffres _{cités par} Gartner

_[1]

montrent _{que les}

performances

relatives d’un même

_appareil

fonc-tionnant dans

l’azote ou dans

_{l’hydrogène}

sous la

même

_pression

sont

_{incompatibles}

avec les résul-tats

_exposés

ci-dessus. En

_réalité,

les

_{génératrices}

étudiées étaient construites de telle sorte _{que les} étincelles éclatant entre les inducteurs devaient

obligatoirement

contourner et

_longer

des surfaces isolantes et c’est

_probablement

dans l’étude des

décharges

rampantes

qu’il

convient de chercher

l’explication

de ce

_paradoxe.

Manuscrit reçu le 25 juillet 1955. BIBLIOGRAPHIE

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