Brevet FR2579386A1 — publié le 19860926

La présente invention a pour objet un procédé électrostatique et des dispositifs capacitifs pour transformer une tension alternative. Le secteur technique de l'invention est celui des constructions électriques et électrostatiques. Les transformateurs connus sont des appareils inductifs dans lesquels un courant alternatif qui circule dans un enroulement primaire, crée un champ magnétique alternatif qui induit une tension dans un enroulement -secondaire. Ces transformateurs exigent des circuits magnétiques en tôle qui sont lourds, encombrants et onéreux. L'objectif de la présente invention est de procurer des transformateurs de courant alternatif qui utilisent non plus un champ magnétique, mais un champ électrique pour transférer de la puissance électrique entre un circuit primaire et un ou plusieurs circuits secondaires, de telle sorte que l'on évite la nécessité d'avoir un circuit magnétique, ce qui permet de construire des transformateurs moins lourds, moins encombrants et moins onéreux. Cet objectif est atteint par un procédé pour transformer une tension alternative, selon lequel on crée un champ électrique en appliquant ladite tension aux armatures d'un condensateur primaire, on place un ou plusieurs condensateurs secondaires dans ledit champ électrique entre les armatures dudit condensateur primaire et on recueille entre les armatures desdits condensateurs secondaires une tension alternative dont l'amplitude est proportionnelle à celle de ladite tension primaire. Un dispositif selon l'invention comporte un condensateur primaire sur les armatures duquel ladite tension alternative est appliquée et un ou plusieurs condensateurs secondaires dont les deux armatures sont placées entre les armatures dudit condensateur primaire et qui délivrent une tension secondaire. Selon un premier mode de réalisation, un dispositif selon l'invention comporte un condensateur primaire plan composé de deux armatures planeset de deux couches diélectriques solides planes placées contre les faces internes desdites armatures et séparées par un espace intermédiaire et il comporte, en outre, un ou plusieurs condensateurs secondaires plans composés de deux armatures et d'un diélectrique solide qui sont placés dans ledit espace intermédiaire. Selon un autre mode de réalisation, un dispositif selon l'invention comporte un condensateur primaire enroulé qui est composé de deux armatures enroulées et de couches diélectriques qui séparent lesdites armatures et il comporte, en outre, au moins deux condensateurs secondaires qui sont constitués chacun par une paire d'armatures enroulées, séparées par un diélectrique, chaque paire d'armatures étant disposée dans l'intervalle compris entre deux couches diélectriques enroulées dans chaque espace séparant les deux armatures du condensateur. L'invention a pour résultat de nouveaux transformateurs électrostatiques qui permettent de transformer une tension alternative en une autre tension alternative, de même fréquence et d'amplitude inférieure ou supérieure à celle de la tension primaire. A puissance égale, un transformateur selon l'invention est plus léger,moins encombrant et moins onéreux à construire qu'un transformateur traditionnel à induction magnétique. Les transformateurs selon l'invention sont particulierement bien adaptés pour servir de transformateurs de couplage électrostatique entre les étages d'un récepteur de radio ou de télévision ou d'un circuit électro-acoustique ou comme transformateurs adaptateurs d'im pédance. Les transformateurs selon l'invention peuvent être utilisés comme autotransformateurs, une armature étant alors commune au primaire et au secondaire. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractere limitatif, des exemples de réalisation de dispositifs selon l'invention. La figure 1 est une représentation schématique d'un transformateur électrostatique selon l'invention. La figure 2 est une coupe transversale d'un transformateur plan selon l'invention. La figure 3 est une coupe perpendiculaire à l'axe d'un transformateur enroulé selon l'invention. La figure I représente les deux armatures la et lb d'un condensateur dit condensateur primaire entre lesquelles on applique une tension alternative V. D est la distance entre les deux armatures la et lb. Un champ électrique uniforme Eperpendiculaire aux armatures -+ v existe entre les deux armatures et lton sait que E = L'on dispose entre les armatures la et lb, un ou plusieurs condensateurs dont les armatures 2a et 2b sont distantes de d, d étant inférieur à D. I1 apparaît entre les deux bornes C et D reliées aux ar mature 2a et 2b, uns tenson alternative v telle que v matures 2a et 2b, une tension alternative v, telle que-E On obtient donc une tension secondaire I vD= dfVI c' est-à- d dire une tension dont l'amplitude est réduite dans le rapport On peut placer plusieurs condensateurs secondaires entre les armatures d'un condensateur primaire. On peut connecter les condensateurs secondaires en parallèle ou en série, de sorte que l'amplitude de la tension secondaire peut être inférieure ou supérieure à celle de la tension primaire. La puissance du transformateur est proportionnelle à la capacité du primaire et aux capacités respectives des condensateurs secondaires. La figure 2 représente, en coupe transversale, un premier mode de réalisation d'un transformateur électrostatique selon l'invention. Celui-ci comporte un condensateur primaire plan composé de deux armatures planes 3a et 3b qui sont reliées respectivement à deux bornes A et B, entre lesquelles est appliquée une tension alternative V. Le condensateur primaire comporte un diélectrique composé de deux couches solides planes 4a et 4b qui sont placées contre les faces internes des armatures et qui sont séparées par un espace intermédiaire 5. Dans cet espace sont disposés un ou plusieurs condensateurs secondaires plans composés chacun de deux armatures respectivement 6a, 6b et 7a, 7b et d'un diélectrique solide respectivement 6c et 7c. La figure 2 représente un exemple d'un transformateur comportant deux condensateurs secondaires montés en série en reliant une armature de l'un à l'armature de polarité opposée de l'autre par un conducteur qui relie par exemple l'armature 6a à l'armature 7b. Ce conducteur est situé à l'extérieur de l'espace compris entre les armatures 4a et 4b. Les bornes de sortie C et D du secon daire sont reliées respectivement aux armatures 7a et 6b. La figure 3 représente un transformateur selon l'invention qui est constitué par des condensateurs de type enroulé. Pour la clarté du dessin, on a représenté en traits pleins les armatures 8a et 8b du condensateur primaire entre lesquels on applique une tension primaire V. On a représenté en pointillés les armatures 9a et 9b d'un premier condensateur secondaire qui sont placées entre les armatures 8a et 8b en partant du centre et les armatures IOa et lOb d'un deuxième condensateur secondaire qui sont placées entre l'armature 8b partant du centre et le deuxième tour de l'armature 8a. Dans ce mode de réalisation, le circuit secondaire comporte obligatoirement un nombre pair de condensateurs qui peuvent être couplés en série ou en parallèle. Pour la clarté du dessin, on n'a pas représenté les diélectriques sur la figure 3. Dans les deux modes de réalisation, on utilise les diélectriques habituels dans la technologie de construction des condensateurs en courant alternatif, c'est-à-dire des diélectriques non polaires. REVENDICATIONS 1. Procédé électrostatique pour transformer une tension alternative, caractérisé en ee que l'on crée un champ électrique en appliquant ladite tension aux armatures d'un condensateur primaire, on place un ou plusieurs condensateurs secondaires dans ledit champ électrique entre les armatures dudit condensateur primaire et on recueille entre les armatures desdits condensateurs secondaires une tension alternative dont l'amplitude est proportionnelle à celle de ladite tension primaire. 2. Dispositif pour transformer une tension alternative (V-) caractérisé en ce qu il comporte un condensateur primaire sur les armatures (la, lb) duquel ladite tension alternative (V-) est appliquée et un ou plusieurs condensateurs secondaires dont les deux armatures (2a, 2b) sont placées entre les armatures dudit condensateur primaire et qui délivrent une tension secondaire (v). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un condensateur primaire plan composé de deux armatures planes(3a, 3b) et de deux couches diélectriques solides planes (4a, 4b) placées contre les faces internes desdites armatures et séparées par un espace intermédiaire (5) et il comporte, en outre, un ou plusieurs condensateurs secondaires plans composés de deux armatures (6a, 6b, 7a, 7b) et d'un diélectrique solide (6c, 7c) qui sont placés dans ledit espace intermédiaire. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un condensateur primaire enroulé qui est composé de deux armatures enroulées (8a, 8b) et de couches diélectriques qui séparent lesdites armatures et il comporte > en outre, au moins deux condensateurs secondaires qui sont constitués chacun par une paire d'armatures enroulées (9a, 9b, ioda, lOb), séparées par un diélectrique, chaque paire d'armatures étant disposée dans l'intervalle compris entre deux couches diélectriques enroulées dans chaque espace séparant les deux armatures du condensateur primaire.