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PERFECTIONNEMENTS AUX MOYENS DE COMMANDER LE PASSAGE DE L'ENERGIE ENTRE UN
CIRCUIT A COURAIT ALTERNATIF ET UN CIRCUIT A COURANT CONTINU.
L'invention vise des perfectionnements. changements et additions apportés à l'objet du brevet principal qui couvre un procède et les moyens destinés à réaliser un déphasage progressif du potentiel de grille par rapport au potentiel de plaque dans un Ensemble formé de plusieurs dispositifs à dé- charge thermioniquee
D'après le brevet principale ce déphasage réglable est obtenu à l'aide d'un circuit en po@nt etnt deux branches sont constituées par des ré-
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actances fixes et les deux autres par des impédances qu'on peut régler, le potentiel de grille étant pris suivant une diagonale* On peut imaginer plu- sieurs variantes de cette disposition qui permettant diverses combinaisons de résistance, de réactance et de capacitance,
et c'est dans ces appareils qu'on trouve la plus grande simplicité, la plus grande économie et la plus grande régularité de fonctionnement* Dans les déphaseurs statiques étudiés jusqu'ici on a dû, de toute nécessité, faire varier un des éléments de circuit entre zéro et l'infini, pour assurer un déphasage de 180.
complets, déphasage qui est souvent désirable pour obtenir le maximum d'élasticité dans le réglage Il est évident qu'une variation aussi étendue dans un élément de circuit est pratiquement impossible, et que même pour obtenir un déphasage d'une portée raisonnable, on doit faire varier, dans des limites encore excessives, les éléments des circuits*,
La présente invention a pour objet d'éviter car inconvénients dans les déphaseurs statiques,
et elle fournit des circuits permettant le dé- -phasage total de 180 et même de 360 sans variation extrême dans les air- cuits*
Suivant la Fig*l qui représente à titre d'exemple non limitatif l'application de l'invention à un système destiné à transmettre l'énergie d' une source à courant continu à une autre source ou à un circuit à courant al- ternatif, on fait appel à un pont plus complexe que dans le brevet principal! au lieu de prélever la tension de grille sur un point intermédiaire du secon- daire d'un transformateur, shunté par un circuit composée d'impédances, on a conformément à l'invention, deux circuits reliés en parallèle, dont chacun est:
composé de plusieurs impédances* Quand on applique un potentiel alternatif aux bornes du circuit, les diverses impédances provoquent des différences de phase dans les potentiels composants* Ces impédances soupt proportionnelles de telle sorte qu'il se produit une différence de phase plus grande dans un circuit que dans l'autre*
Au moins une des impédances est rendue variable,
de sorte que la phase de son potentiel composant peut être modifiée par rapport au potentiel appliqué ou par rapport au potentiel composant de l'autre élément du circuit*
Le potentiel désiré de phase variable s'obtient entre des pointe intermédialres de ces deux circuits en parallèle*
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On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif,et dans lesquels!
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La Fig-l est une vue schématique d'une forme de réalisation de l'invention appliquée à un appareil transformateur d'énergie destiné à conver tir du courant continu en courant alternatif"
Les Fige 2,
3 et 4 représentent d'autres formes de réalisation de l'invention*
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La Fig* 6 est un diagramme vectoriel aidant à comprendre les oa- raotéristiques et la fonctionnement* La Fig-6 une variante permettant d90btenir un variation de phase de 360 Dans la Fiv* 1, on a représenté uaa circuit à courant continu 10 relié au circuit à courant alternatif 11 par un %xnsfanàbeur 12 et des tu- bes 13 et 14 Ces tubes peuvent être de tout type connu approprié, mais de préférence du type à vapeur et à réglage discontinu, dans lesquels la déchar-
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ge âe peut être, une fois amorcée par la grille,
interrompae que par réduc- %ion de la tension anodique au-dessous de sa valeur critiqua- Un condensateur de commutation 15 est branché entre les anodes des tubes 13 et 14 pour faci-
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liter le transfert de courant antre ces tubose
Ainsi qu'on le sait, l'énergie transmise antre le circuit à cou- rant continu 10 et le circuit à courant alternatif 11 peut se régler par un réglage de la phase des potentiels appliqués szatre grille et cathode de cha-
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cun des tubes 13 et 14, pab rapport au potentiel d'anode des marnes tubes- Toup régler la phase des potentiels de grille par rapport aux potentiels d'anode,. on fait appel à 'Un circuit déphaseur analogue à celui du brevet principal,
mais comportant deux circuits en parallèle branchés aux bornes du réseau al- ternatif au lieu d'un seul*
Le premier de ces deux circuits en parallèle comporte une résis- tance 16 reliée en série avec une résistance 17 en parallèle avec une réac- tance 18.
Le second circuit comporte une résistance valable 19 et une réac.-
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tance 20 Le primaire 21 du transfonnataur de grille 28 est branché entre les points moyens des deux circuits en parallèle- La eeocadaire 23 de ce tram
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formateur est pourvu d'une prise moyenne qui va aux cathodes des tubes 13 et
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Ut à travers une résistance de limitation de courant 24 et une batterie de polarisation négative 25, tandis que ses bornes extérieures sont reliées aux
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grilles des tubes électriques 13 et 14E m faisant varier la valeur de la ré- sistance 19 dans des limites modérées, on peut faire varier de plus de 180 la phase du potentiel appliqué à la grille des tubes 13 et 14,
ce qui permet de comprendre clairement le diagramme vectoriel de la Fig*5*
Dans cette figure, le vecteur OA représente le potentiel alter- natif appliqué au circuit de déphasage* le vecteur OB le potentiel aux bornes de la résistance 16, et le vecteur BA la tension aux bornes du circuit compor- tant la résistance 17 en parallèle avec la réactance 18
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On supposera que la valeur de la résistance 19 varbe jusqu'à ce que le potentiel de grille soit déphasé de 180 par rapport au potentiel d'a- node.
Dans ces conditions, la potentiel, aux bornes de la résistance 19 est re- présenté par le vecteur OB, et le potentiel aux bornes de la réactance 20 par
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le vecteur ÇA* Il est évident que le vecteur Beeprésente le potentiel appli- qué au primaire 21 du transformateur de grille 22.
La résistance 19 est une résistance ohmique pure, et si la réactance 20 est une inductance pure, les po.
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t atiela aux bornes de ces deux impédances sont toujours déphasés de 900, et le lieu géométrique du point 0 est le demi-cercle décrit sur Ox comme diamètre Bi conséquence, 1#tension BC, appliquée au primaire , du transformateur de grille est représentée par les vecteurs Box, $8", etc*--
Arec les disposition* qu'on vient de décrire, on a trouvé qu'il était possible d'obtenir un déphasage de 180 en utilisant seulement une va- riation dans le rapport de 12/1 de la résistance 19, ce qu'il est très facile
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de réaliser pratiquement* La Fig'5 montra aussi un déphasage maximum et théo- rique d' Slviron 0,
qui peut s'obtenir par une variation de valeur d'un des éléments du circuit eaitra zéro et l'infini* Donc, une valeur intermédiaire
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entre 1800 et 840' du déphasage peut s'obtenir, si les dispositions adoptées permettent de faire varier, dans une proportion supérieure à 1 sur 12, les éléments du circuit*
Bien qu'on ait représenté l'impédance de la résistance 16 comme égale à celle du circuit composé par la résistance 17 et la réactance 18 (de
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telle sorte que le vecteur OB est égal au vecteur BlJ , il est évident qu'en peut donner à ces deux parties du circuit des impédances de valeur inégale,
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toutes les fois qu'une application l'exige- Il est également évident qu'on peut faire varier les éléments 16,
17 ou 18 de façon à obtenir une élasticité supplémentaire du réglage-
La Figea représente une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle un des deux circuits en parallèle comporte la résistance 26, la résistance 27 et la réactance 28, tandis que l'autre circuit comporte la ré- sistance 30 et la réactance variable 29 Comme précédemment, le vecteur BC représente la tension appliquée au primaire 21 du transformateur de grille*
Dans la réalisation représentée Fig.3, un des circuits en parai. lèle comporte une résistance 31, une résistance 32 et une capacité 33 En pa- rallèle, tandis que l'autre circuit ne comporte qu'une résistance 34 et une capacité variable 35.
Enfin, dans la réalisation représentée Fig.4, un des circuits comporte la résistance 40, la résistance 41 et la capacité 42, tandis que l'autre ne canporte que la capacité 43 et la résistance variable 44-
Dans la Fig.6, on a modifié les deux circuits de façon à pouvoir réaliser un déphasage progressif voisin de 360 l'un d'aux étant constitué par un diviseur de tension avec prise intermédiaire de courant alors que 1' autre circuit comporte une résistance, une capacité et une r0actanlce, l'un de ces éléments étant variablee de préférence le dernier
Pour le fonctionnement le plus satisfaisant du dispositif,
la Société demandresse a trouvé qu'il y avait lieu de donner au condensateur une impédance plus grande qu'à la résistance,, et que le maximum d'impédance de la réactance devait avantageusement être le double de celle du condensse hure Le potentiel est pris antre la point moyen du diviseur de tension et la point de liaison de la résistance et de la capacité* De cette façon, la branche du circuit comprenant la capacité et la réactance peut âtre établie de manière à avoir, soit une réactance capacitive;
, soit une réactance inducti- ve, et en faisant varier cette réactance dans l'un ou l'autre sans, on peut obtenir un déphasage d'environ 180 dans l'une ou l'autre direction, ce qui donne au total un déphasage de 360
Sur la Fig.6, le premier des deux circuits en parallèle est une impédance représentée sous la tome d'une réactance 46 qui fournit un point moyen de potentiel pour le circuit à courant alternatif (de préférence le point milieu), Le second circuit an parallèle comporte en série une réactance
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47,
une capacité 48 et une résistance 49- Le primaire 21 du transformateur de grille 22 est branché entre le point moyen de la réactance 46 et le point de liaison 50 de la capacité 48 et de la résistance 49 la valeur de l'énergie transmise entre les circuits 10 et 11 peut se régler par une variation de la réactance 17, qui fait varier la phase des potentiels appliqués aux grilles des tubes 13 et 14 par rapport à leur poten- tiel de plaque- La façon dont on effectue ce déphasage peut s'appliquer com- me suit 1 On suppose que la réactance 47 soit réglée de manière à ce que sa valeur pour la fréquence à laquelle fonctionne le système, soit exactement égale à celle de la capacité 48 Dans ces conditions, l'impédance totale de cette branche du circuit est nulle,
et le potentiel appliqué au primaire 21 du transformateur de grille est celui de la partie gauche de la réactance 46, et par conséquent en phase avec le potentiel alternatif du circuit Il* Si maintenant l'inductance de la réactance 47 est réduite, de facon que la ré- actance effective de cette branche du circuit soit capacitive, la tension ap- pliquée au primaire 21 est en avance sur la tension du réseau alternatif Il* Quand l'inductance de la réactance 47 a été réduite à zéro, la capacité 48 est la seule réactance effective dans cette branche du circuit, et si cette réactance est très élevée par rapport à la résistance 49,
le potentiel du point 50 'approche très exactement de celui de la borne droite de la réac- tance 46 et le potentiel appliqué au primaire 21 avance sur le potentiel du circuit 11 d'environ 180 D'autre part, si la réactance 47 augmente, de ma- nière qu'elle dépasse celle de la capacité 48, cette branche du circuit de- vient inductise, et le potentiel appliqué au primaire 21 retarde sur celui du circuit 11
Si cette réactance 47 augmente jusqu'à sa valeur maximum (pour laquellecette réactance est de préférence égale pratiquement à deux fois celle de la capacité 48), l'impédance de cette brancha du circuit est de nou- veau considérablement par rapport à celle de la résistance 49, la potentiel du point 50, voisin de celui de la bome droite de la réactance 46 est le po- tentiel appliqué au primaire 21,
en retard sur celui du circuit 11 d'environ 180 Ainsi qu'on le voit, une variation de la valeur de la réactance 47 dans des limites pratiques, entraîne un déphassage du potentiel de grille d'une amplitude de 360 environ, qui se réalise très facilement* La valeur de la ré-
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ttistenot 48 e.t3 de préférence relativisai faible,, éhnt limitée seulement par l'énergie o0118Ql1Qée par la réactance bzz et la capacité 48 qui ont une
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réactimoe combina nulle'
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Il aet enteidu que les formes de réalieatiam de l'invention dé- crites ci-dessus ne scat pas llmitativeo et sans aucun caractère restrictif, et que par oonséquent toutes les var1antee ayant même principe et mbe objet que les dispositions indiquées rentreraient somme elles dane le cadre de lv
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invention*
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IMPROVEMENTS IN THE MEANS OF CONTROLLING THE PASSAGE OF ENERGY BETWEEN A
ALTERNATIVE CURRENT CIRCUIT AND A CONTINUOUS CURRENT CIRCUIT.
The invention aims for improvements. changes and additions to the subject of the main patent which covers a process and the means intended to achieve a progressive phase shift of the gate potential with respect to the plate potential in an assembly formed of several thermionic discharge devices
According to the main patent this adjustable phase shift is obtained by means of a point circuit and two branches are formed by re-
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fixed acts and the other two by impedances that can be adjusted, the gate potential being taken along a diagonal * Several variants of this arrangement can be imagined which allow various combinations of resistance, reactance and capacitance,
and it is in these devices that we find the greatest simplicity, the greatest economy and the greatest regularity of operation * In the static phase shifters studied so far, it was absolutely necessary to vary one of the elements of circuit between zero and infinity, to ensure a phase shift of 180.
phase shift which is often desirable to obtain the maximum elasticity in the tuning It is evident that such a wide variation in a circuit element is practically impossible, and that even to obtain a phase shift of a reasonable range one must vary, within limits which are still excessive, the elements of the circuits *,
The object of the present invention is to avoid, as drawbacks in static phase shifters,
and it provides circuits allowing the total phase shift of 180 and even 360 without extreme variation in the baked air *
According to FIG. 1 which represents by way of nonlimiting example the application of the invention to a system intended to transmit energy from a direct current source to another source or to an alternating current circuit , we use a more complex bridge than in the main patent! instead of taking the gate voltage from an intermediate point of the secondary of a transformer, shunted by a circuit composed of impedances, we have, according to the invention, two circuits connected in parallel, each of which is:
composed of several impedances * When we apply an alternating potential to the terminals of the circuit, the various impedances cause phase differences in the component potentials * These impedances are proportional so that a greater phase difference occurs in a circuit than in the other *
At least one of the impedances is made variable,
so that the phase of its component potential can be changed with respect to the applied potential or with respect to the component potential of the other element of the circuit *
The desired variable phase potential is obtained between intermediate peaks of these two circuits in parallel *
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The new characteristics and the advantages of the invention will be better understood by referring to the following description and to the drawings which accompany it, given simply by way of non-limiting example, and in which!
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Fig-1 is a schematic view of one embodiment of the invention applied to a power transformer apparatus for converting direct current into alternating current "
The Fige 2,
3 and 4 show other embodiments of the invention *
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Fig * 6 is a vector diagram helping to understand the characteristics and the operation * Fig-6 a variant allowing to obtain a phase variation of 360 In the IVF * 1, a direct current circuit 10 connected to the alternating current circuit 11 by a% xnsfanàbeur 12 and tubes 13 and 14 These tubes can be of any suitable known type, but preferably of the steam type and with discontinuous control, in which the discharge
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ge âe can be, once primed by the grid,
interrupted only by reducing the anode voltage below its critical value. A switching capacitor 15 is connected between the anodes of tubes 13 and 14 to facilitate
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liter the current transfer between these tubose
As is known, the energy transmitted between the direct current circuit 10 and the alternating current circuit 11 can be regulated by adjusting the phase of the potentials applied to the grid and the heat cathode.
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cun of tubes 13 and 14, pab relative to the anode potential of the tubes- Toup marl adjust the phase of the grid potentials with respect to the anode potentials ,. use is made of 'A phase-shifting circuit similar to that of the main patent,
but comprising two circuits in parallel connected to the terminals of the alternating network instead of just one *
The first of these two circuits in parallel comprises a resistor 16 connected in series with a resistor 17 in parallel with a reactor 18.
The second circuit has a valid resistor 19 and a reac.-
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tance 20 The primary 21 of the gate transformer 28 is connected between the middle points of the two circuits in parallel. The eeocadaire 23 of this tram
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trainer is provided with a medium plug which goes to the cathodes of the tubes 13 and
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Ut through a current limiting resistor 24 and a negative bias battery 25, while its outer terminals are connected to
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grids of electric tubes 13 and 14E m varying the value of resistance 19 within moderate limits, the phase of the potential applied to the grid of tubes 13 and 14 can be varied by more than 180,
which allows to clearly understand the vector diagram of Fig * 5 *
In this figure, the vector OA represents the alternating potential applied to the phase shift circuit * the vector OB the potential across resistor 16, and the vector BA the voltage across the circuit comprising resistor 17 in parallel with reactance 18
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Assume that the value of resistor 19 varies until the gate potential is 180 out of phase with the node potential.
Under these conditions, the potential at the terminals of resistor 19 is represented by the vector OB, and the potential at the terminals of reactance 20 by
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the vector ÇA * It is obvious that the vector Bee represents the potential applied to the primary 21 of the gate transformer 22.
Resistor 19 is a pure ohmic resistance, and if reactance 20 is a pure inductor, the po.
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t atiela at the terminals of these two impedances are always phase-shifted by 900, and the geometrical locus of point 0 is the semicircle described on Ox as diameter Bi consequence, 1 # voltage BC, applied to the primary, of the gate transformer is represented by Box vectors, $ 8 ", etc * -
With the arrangements * just described, it has been found that it is possible to obtain a phase shift of 180 by using only a variation in the ratio of 12/1 of the resistor 19, which it is. very easy
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to achieve practically * Fig'5 also showed a maximum and theoretical phase shift of about 0,
which can be obtained by a variation of the value of one of the elements of the circuit eaitra zero and infinity * Therefore, an intermediate value
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between 1800 and 840 'of the phase shift can be obtained, if the measures adopted allow to vary, in a proportion greater than 1 in 12, the elements of the circuit *
Although the impedance of resistor 16 has been represented as equal to that of the circuit composed by resistor 17 and reactance 18 (from
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such that the vector OB is equal to the vector BlJ, it is obvious that these two parts of the circuit can be given impedances of unequal value,
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whenever an application requires it - It is also obvious that the elements 16 can be varied,
17 or 18 so as to obtain additional elasticity of the adjustment
Figea represents another embodiment of the invention, in which one of the two circuits in parallel comprises the resistor 26, the resistor 27 and the reactance 28, while the other circuit comprises the resistance 30 and the variable reactance. 29 As before, the vector BC represents the voltage applied to the primary 21 of the gate transformer *
In the embodiment shown in Fig.3, one of the circuits in parai. The one has a resistor 31, a resistor 32 and a capacitor 33 in parallel, while the other circuit has only a resistor 34 and a variable capacitor 35.
Finally, in the embodiment shown in Fig. 4, one of the circuits includes resistor 40, resistor 41 and capacitor 42, while the other can only carry capacitor 43 and variable resistor 44-
In Fig. 6, the two circuits have been modified so as to be able to achieve a progressive phase shift close to 360, one of which is constituted by a voltage divider with intermediate current tap while the other circuit has a resistor. , a capacity and a reaction, one of these elements being variable preferably the last
For the most satisfactory operation of the device,
the Applicant Company found that it was necessary to give the capacitor a greater impedance than the resistance ,, and that the maximum impedance of the reactance should advantageously be twice that of the condenser hure The potential is taken between the midpoint of the voltage divider and the point of connection of the resistance and the capacitance * In this way, the branch of the circuit comprising the capacitance and the reactance can be established so as to have either a capacitive reactance;
, that is to say an inductive reactance, and by varying this reactance in one or the other without, one can obtain a phase shift of about 180 in one or the other direction, which gives in total a phase shift from 360
In Fig. 6, the first of two circuits in parallel is an impedance shown under the volume of a reactance 46 which provides an average point of potential for the AC circuit (preferably the midpoint), The second circuit an parallel comprises in series a reactance
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a capacitor 48 and a resistor 49 - The primary 21 of the gate transformer 22 is connected between the midpoint of the reactance 46 and the connection point 50 of the capacitor 48 and of the resistor 49 the value of the energy transmitted between the circuits 10 and 11 can be regulated by a variation of the reactance 17, which varies the phase of the potentials applied to the gates of the tubes 13 and 14 with respect to their plate potential. The way in which this phase shift is effected can be apply as follows 1 Suppose that the reactance 47 is adjusted so that its value for the frequency at which the system operates is exactly equal to that of the capacitor 48 Under these conditions, the total impedance of this branch of the circuit is zero,
and the potential applied to the primary 21 of the gate transformer is that of the left part of the reactance 46, and consequently in phase with the alternating potential of the circuit II * If now the inductance of the reactance 47 is reduced, so that the effective reactance of this branch of the circuit is capacitive, the voltage applied to the primary 21 is ahead of the voltage of the alternating network II * When the inductance of the reactance 47 has been reduced to zero, the capacitor 48 is the only effective reactance in this branch of the circuit, and if this reactance is very high compared to resistor 49,
the potential of the point 50 'approaches very exactly that of the right terminal of the reactance 46 and the potential applied to the primary 21 advances over the potential of the circuit 11 by about 180 On the other hand, if the reactance 47 increases, in such a way that it exceeds that of the capacitor 48, this branch of the circuit becomes inductive, and the potential applied to the primary 21 lags that of the circuit 11
If this reactance 47 increases to its maximum value (for which this reactance is preferably equal to practically two times that of the capacitor 48), the impedance of this branch of the circuit is again considerably compared to that of the resistor 49, the potential of point 50, close to that of the right terminal of reactance 46, is the potential applied to primary 21,
lagging behind that of circuit 11 by about 180 As can be seen, a variation in the value of reactance 47 within practical limits results in a dephasing of the gate potential of an amplitude of about 360, which occurs very easily * The value of the re-
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ttistenot 48 e.t3 preferably relativisai weak ,, ehnt limited only by the energy o0118Ql1Qée by the reactance bzz and the capacitance 48 which have a
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reactimoe combined null '
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It is understood that the forms of realization of the invention described above are not limited and without any restrictive character, and that consequently all the variations having the same principle and object that the provisions indicated would come together in the same way. lv frame
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invention*