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1" . ,1 J,L1.471 .,=:17NRr i,Ji p dépose à J.:e.pu1 ÀiiÀnà demande. de , r 1mEVE b.tW%3N+QN 1 ' -
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.yUtar3.us.09PTCn e 'ena âséx la Cour
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" Perfectionnements apportes aux dispositifs pqur fairg foc- tionner des lampes à décharge dans les gaz avec du courant
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alternatif obtenu par la transformation de courant continu à
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1,!eîde dun changeur de courant à. contacts".
-----'--. .,---=.-----.=----------Ô--------,---------------------- $r.oritt' d 8 demandes de uevet.¯d.e'poses en Suéde, les 81 octo- bre M49 et 2Q jan;.sx 1944. ôi-.-4É.Il=.é-1---,.-à,--Él-. --I,A----- é--'- ----------- -- . invention est relative fui des .lampes à décharge dans les gaze,du genre de .elles fonctionnant avec du.oourant alternatif Obtenu par la transformation de courant continu va l'aide d*,,= changeur de courant à contacta,.
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Bile,,% pour objet de réaliser.un-courant alternatif dont la forme de la courbe convient, du point de vue de la,commuta- tion et.dont la valeur effective est aussi élevée que possible
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en agençant judicieusement les parties composantes électriques, établies dans le circuit de la lampe., %?.ià'ven%ïÔn eÉ' exacte-.
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risée, principalement , par le .fait que .l'on fait .comporter-, au
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circuit de la 1 un-condensateux, ne bobine de réactance et un. résistance obàique , re)iës 'en série et' calcul .de manière telle que 1"#oecïl7.ation¯ produite par chaque .impulsion - de tension continue soit réduite ne µen>-ond 8Uivie.à,Jk flj j ' '?'... ' ' . .
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période à courant nul,et vers laquelle la courbe caraotéristi- que du courant diminue progressivement.
Un autre objet de l'invention est de réaliser des moyens appropriés pour faire passer le circuit de la lampe de sa oon- dition d'allumage à aa condition de fonctionnement normal.
@ L'allumage est, généralement , obtenu à l'aide d'un relais tem- porisé propre à fonctionner en dépendance d'une marge de tension déterminée par la tension agissant sur la lampe, avant et après l'allumage de celle-ci, ledit relais étant mis en action quand la lampe est reliée à la source de courant alternatif et étant rendu, à nouveau, inactif par la réduction de la tension qui se produit entre les électrodes de la lampe au moment de son allumage Il est connu, à cet effet, d'utiliser un relais tempo- risé monté en parallèle sur la distance de décharge de la lam- pe, ledit relais utilisé étant constitué par une lampe ou tube à Inminescence.
On a constaté, toutefois, que des lampes de ce genre ne fonctionnent pas d'une manière satisfaisante en certai- nes circonstances, plus particulièrement dans les installations comprenant plusieurs lampes à luminescence connectées en paral- lèle à un même changeur de courant à contacts. Ceci doit être attribué à un nombre de facteurs résultant des propriétés parti- culières de la lampe à luminescence et des conditions spéciales de tension et d'intensité qui peuvent se produire dans les cir- cuits des lampes du genre en question.
A ce sujet, une particu- larité importante est que le fonctionnement de la lampe à lu- minescence dépend, en substance, de la valeur maximum de la tension ainsi que de la forme de sa courbe, cette dernière pouvant varier considérablement, Par exemple en fonction du ré- glage du changeur de courant à contacts.
Hais l'âge de la lampe à luminescence et la nature de ses électrodes peuvent également provoquer des troubles dans le mode de fonctionnement de cette .lampe- La présenteinvention a pour but deremédièr àces inconvé- nients en ayant recours à un relais temporisé dont le fonc
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tionnement dépend, en substance et seulement, de la valeur effective de la tension mais non de la tome' de'sa courbe.le relais temporisé peut être thermostatique , électromagnétique ou électrodynamique en étant réglé pour .une durée quelcon- que.
Une particularité distinctive de ces deux genres de relais est que l'effet de décalage du relais est proportionnel au carré, de la tension$ de sorte que le relais fonctionne réguliè rement même pour une )barge de tension relativement étroite,
En pratique, toutefois, un relais thermokstatique est admis com- me étant plus simple et plus économique qu'un relais électro- magnétique ou électrodynamique,
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention, la fig.1 montant un schéma de montage d'une lampe à décharge dans les gaz ainsi que ses moyens de connexion. Les figs. 2,3 et 4 montrent divers diagrammes tension-intensité.
La lampe peut être constituée, par exemple, par une lampe L à substance lumineuse avec électrodes E1 et E2 for- méss par des fils de résistance . La Source de courant est constituée par un changeur de courant à contacts comprenant un changeur de pôle P avec quatre contacts fixes K1 K2 K3
K4 et deux contacts mobiles K5,K6 qui se rapprochent et s'écartent desdits contacts fixes en étant reliés à des bornes
K7 et K8 d'une source de courant continu qui peut avoir une tensin de 220 volts, La lampe est reliée aux, contacts fixes K2 K4 à liaide de fils a et b Le circuit de lampe comprend, en plus de la distance de décharge et des électrodes E1 et E2 une résistance ohmique R, an condensateur C et une bobine de réactance D,
L'enroulement primaire d d'un transformateur F est établi dans un Shunt -0 en dérivation sur la distance de décharge alors que l'enroulement secondaire e est intercalé dans un circuit secondaire comprenant une bande g en bi-métal qui est agencée, en même temps, comme résistance chauffante.
Si on le désire, on peut faire comporter, à la bande bi-métalli.
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que, un enroulement chauffant de la manière ordinaire. La bande bimétallique g est montée de manière à coopérer avéc une autre bande h, en bimétal, les deux bandes étant agen- cées de manière à se courber dans la même direction sous l'influence des variations de température de l'ambiance de sorte que ces variations n'influencent pas le fonctionnement normal du thermostat. La bande bimétallique h est reliée directement à l'électrode El de la lampe alors qu'.un point du circuit secondaire est relié directement à la deuxième électrode E2.
Entre les bandes bi/métalliques g h est inter- calé un condensateur 0 pour éteindre l'étincelle de rup- ture entre les contacts des bandes en bi-métal. En pratique, plusieurs lampes, avec leurs moyens de connexion respectifs R, C, D, F, G, 0, sont reliées à un même changeur de courant P à contacts.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante.
Quand la lampe est reliée au circuit, ce dernier est d'a- bord fermé par l'enroulement primaire d du transformateur bi- F et la bande métallique g est ainsi chauffée par le cou- rant passant dans le circuit secondaire . Par conséquent, le contact est fermé entre les bandes g et h, ce qui court- circuits l'enroulement primaire d. Il est vrai que le relais thermostatique n'est, de cette manière, plus traversé par le courant mais, à cause de l'inertie du thermostat, le contact reste fermé suffisamment longtemps pour provoquer le chauffa- ge des électrodes El et B2 de la lampe . Quand le contact entre & et h est interrompu , la lampe s'allume et la ten- sion dans la distance de décharge est diminuée de la: râleur précédente d'environ 200 volts jusqu'à environ 110 volts.
Le relais thermostatique reçoit alors à nouveau du courant mais, par suite de la réduction de la tension et à cause de la production de chaleur dans le thermostat et qui a été réduite proportionnellement au carré de la tension, le ther- mostat n'est plus capagle de refermer son contact. Comme le thermostat fonctionne en dépendance du carré de la tension,
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une marge suffisamment large est obtenue entre la produc- tion de chaleur du thermostat, avant et après 1'allumage, pour que. l'on soit certain que le thermostat fonctionne dune manière satisfaisante.
La différence entre les quantités de chaleur, développées avant et après 1'.allumage de la lam- pe, peut être augmentée davantage en reliant une résistance inductive avec noyau en fer au circuit secondaire ou primaire du transformateur F. ledit noyau étant saturé à la tension plus élevée, agissant avant 1'-allumage, et étant non saturé à la tension obtenue après allumage, en aynt ainsi une résis- tance plus élevée ce qui diminue 1/intensité du courant dans le circuit secondaire du transformateur F. Si le relais tem- porisé est électromagnétique ou électrodynamique, le même effet peut. être obtenu en calculant l'électro-aimant d'aune manière analogue à celle adoptée pour la résistance inductive de telle sorte que la résistance du relais soit augmentée quand la lampe s'allume.
L'importance des parties constitutives RCD, établies dans le circuit de la lampe, apparaîtra plus clairement par la description des diagrammes montrés sur les fig. 2,3 et 4.- Sur la fig. 2, on a désigné, par Ep la courbe de tension du courant alternatif fourni par le changeur de courant à con- tacts, ladite tension ayant une courbe d'aillure rectangulai- re et ayant, pour l'exemple montré, une valeur minimum de 220 volts. Si l'on suppose, tout d'abord, que le circuit de lampe comprend seulement le condensateur C mais non pas la bobine de réactance D et la résistance ohmique R, on obtient un courant dont la courbe a la forme montrée sur la fige 3 avec des crêtes comparativement étroites et à pente raide.
L'énergie, produite par un tel courant, est insuffisante, toutefois, pour faire fonctionner la lampe* En intercalant la réactance D dans le circuit, la valeur effective du courant de lampe est augmentée par suite du fait que'les crêtes de la courbe de courant deviennent plus larges. Mais, en utilisant
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le condensateur C et la bobine de réactance D, à eux seuls, donc avec exclusion de la résistance R, chaque impulsion de courant continu donne lieu à une série d'oscillations, légèrement amorties, qui rendent très difficile une rature, par défaut de courant, des contacts du changeur de courant.
En intercalant, de plus, la résistance ohmique R dans la circuit, ces oscillations sont amorties jusqu'à un degré tel que toute impulsion de courant continu corresponde à une seule deni-onde de courant alternatif, comme montré sur la fige 4. En choisis- sant judicieusement les constituants électriques, cette demi- onde peut être rendue telle qu'elle soit complètement termi- née avant que l'impulsion suivante du courant débute, de sorte que l'on peut obtenir que le courant soit interrompu pendant un intervalle de temps t, de durée suffisante pour que l'on puisse obtenir une rupture par défaut de courant. Le même résul- tat peut également être obtenu en établissant une valve élec- trique, par exemple un rediresseur sec N ou analogue, dans le eircuit comme montré en traits interrompus sur la fig. 1.
La résistance R peut alors être omise ou remplacée par une résis- tance plus faible. La bobine de réactance D a donc pour fonc- tion d'amortir la courant à la fermeture du circuit. A cet effet, il est avantageux de donner à la réactance un pouvoir inductif élevas. chaque moment de court-curcutage du changeur de courant par contacts. Ceci peut être obtenu en fermant complètement une partie réduite du circuit magnétique de la bobine alors que la partie restante comprend un entrefer, ce qui évite des variations trop grandes de l'inductivité de la réactance . Le même effet peut être obtenu à l'aide de deux bobines de réactance, montées en série et dont une com- porte un entrefer alors que le noyau en fer de 1'autre ne présente plus d'intervalle d'air.
Les constituants R.c et D sont, de préférence, calcu- lés d'après les conditions qui se présentent après l'allumage de la lampe . Il peut alors se produire, surtout quand un grand
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nombre de lampes sont montées en parallèle, que l'effet, obtenu comme susindiqué, ne soit pas suffisant pour que la rupture se fasse sans étincelles dans le changeur de éourant.
Pour écarter cet inconvénient, les constituants R, C et D peuvent avoir des valeurs trop grandes par rapport à la résistance de la lampe, afin que la forme de la courbe du courant ne varie pas, d'une manière appréciable, lors de l'allumage de la lampe,
Le même résultat peut également 'être obtenu sans donner à ces constituants des valeurs trop grandes lorsqu'on rend l'un quelconque de ceux-ci variàble sous la commande de l'interrupteur thermostatique ou du décalage qui se produit lors de l'allumage de la lampe, de manière telle que la va- leur du constituant en question soit réduite pendant la pé- riode qui précède l'allumage et reprenne sa valeur initiale au moment de l'allumage . A cet effet, la bobine de réactance D, par exemple,
peut être constituée par un transformateur et reliée à un enroulement à connexions inversées, établi dans la dérivation c et monté sur le même noyau en fer, ledit enroulement provoquant la réduction de l'inductance delà bobine pendant la période qui précède l'allumage, cette in- ductance reprenant, en substance, sa valeur initiale au mo-
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ment de 1.!,allumage pour la raison que l'enroulesient à. connexions inversées ,est alors traversé par un très faible courant.
Une interruption correspondante du circuit de lampe peut également être obtenue en faisant varier la capacité du condensateur C ou la valeur de la résistance R sous le contrôle du thermostat G, Dautres moyens peuvent également Être prévus à cet effet; par exemple, on peut établir une résistance dans la dérivation C cette résistance étant propre à augmenter la valeur de la résistance du circuit de la quantité voulue pour, assurer l'amortissement nécessai- re pour une rupture sans étincelles, pendant la périodequi précède l'allumage de la lampe.
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1 "., 1 J, L1.471., =: 17NRr i, Ji p deposit at J.:e.pu1 ÀiiÀnà request. De, r 1mEVE b.tW% 3N + QN 1 '-
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.yUtar3.us.09PTCn e 'ena âséx the Court
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"Improvements made to devices to operate gas discharge lamps with current
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AC obtained by transforming direct current to
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1,! Eîde dun current changer to. contacts ".
-----'--. ., --- = .-----. = ---------- Ô --------, ---------------- ------ $ r.oritt 'd 8 requests for uevet.¯d.e'posed in Sweden, on October 81, M49 and January 2Q; .sx 1944. ôi -.- 4É.Il = .é -1 ---, .- to, - El-. --I, A ----- é --'- ----------- -. The invention relates to gas discharge lamps, of the kind working with alternating current. Obtained by transforming direct current with the aid of * ,, = contact current changer.
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Bile ,,% for the purpose of realizing.an-alternating current the shape of the curve of which is suitable from the point of view of the switching and. Of which the effective value is as high as possible
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by judiciously arranging the electric component parts, established in the circuit of the lamp.,% ?. ià'ven% ïÔn eÉ 'exact-.
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laughed at, mainly, by the .fact that .one.
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circuit of the 1 a-condenser, only reactance coil and a. obaic resistance, re) iës 'in series and' calculation. in such a way that 1 "# oecïl7.ation¯ produced by each .pulse - of direct voltage is reduced ne µen> -ond 8Uivie.à, Jk flj j ''? '...' '.
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period at zero current, and towards which the caraoteristic curve of the current gradually decreases.
Another object of the invention is to provide suitable means for switching the lamp circuit from its ignition condition to a normal operating condition.
@ Ignition is generally obtained by means of a time-delayed relay capable of operating in dependence on a voltage margin determined by the voltage acting on the lamp, before and after the lamp is switched on. , said relay being activated when the lamp is connected to the alternating current source and being rendered, again, inactive by the reduction of the voltage which occurs between the electrodes of the lamp at the time of its ignition It is known, for this purpose, to use a timed relay mounted in parallel over the discharge distance of the lamp, said relay used being constituted by an Inminescence lamp or tube.
It has been found, however, that lamps of this type do not function satisfactorily in certain circumstances, more particularly in installations comprising several luminescence lamps connected in parallel to a same contact current changer. This is to be attributed to a number of factors resulting from the particular properties of the luminescent lamp and the special conditions of voltage and intensity which may occur in the circuits of lamps of the kind in question.
In this regard, an important peculiarity is that the operation of the luminous lamp depends, in substance, on the maximum value of the voltage as well as on the shape of its curve, the latter being able to vary considerably, For example in depending on the setting of the contact current changer.
But the age of the luminescence lamp and the nature of its electrodes can also cause disturbances in the mode of operation of this lamp. The present invention aims to remedy these drawbacks by having recourse to a time-delay relay, the function of which is
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Operation depends, in substance and only, on the actual value of the voltage, but not on the size of its curve. The time relay can be thermostatic, electromagnetic or electrodynamic, being set for any duration.
A distinctive feature of these two kinds of relays is that the relay shift effect is proportional to the square of the voltage $ so that the relay operates smoothly even for a relatively narrow voltage barge.
In practice, however, a thermokstatic relay is admitted as being simpler and more economical than an electromagnetic or electrodynamic relay,
The appended drawing shows, by way of example, an embodiment of the invention, FIG. 1 showing a circuit diagram of a gas discharge lamp as well as its connection means. Figs. 2, 3 and 4 show various voltage-current diagrams.
The lamp may consist, for example, of a luminous substance lamp L with electrodes E1 and E2 formed by resistance wires. The current source consists of a contact current changer comprising a pole changer P with four fixed contacts K1 K2 K3
K4 and two movable contacts K5, K6 which approach and move away from said fixed contacts by being connected to terminals
K7 and K8 from a direct current source which can have a voltage of 220 volts, The lamp is connected to the fixed contacts K2 K4 using wires a and b The lamp circuit includes, in addition to the discharge distance and electrodes E1 and E2 an ohmic resistance R, a capacitor C and a reactance coil D,
The primary winding d of a transformer F is established in a Shunt -0 in bypass over the discharge distance while the secondary winding e is interposed in a secondary circuit comprising a bi-metal strip g which is arranged in at the same time as a heating resistor.
If desired, we can have the bi-metalli strip.
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that, a coil heating in the ordinary manner. The bimetallic strip g is mounted so as to cooperate with another strip h, made of bimetal, the two strips being arranged so as to bend in the same direction under the influence of variations in temperature of the environment so that these variations do not influence the normal operation of the thermostat. The bimetallic strip h is connected directly to the electrode El of the lamp while a point of the secondary circuit is connected directly to the second electrode E2.
Between the bi / metallic bands g h is interposed a capacitor 0 to extinguish the breaking spark between the contacts of the bi-metal bands. In practice, several lamps, with their respective connection means R, C, D, F, G, 0, are connected to the same current changer P with contacts.
The device operates as follows.
When the lamp is connected to the circuit, the latter is first closed by the primary winding d of the transformer bi- F and the metal strip g is thus heated by the current passing through the secondary circuit. Therefore, the contact is closed between the bands g and h, which bypasses the primary winding d. It is true that the thermostatic relay is not, in this way, any more crossed by the current but, because of the inertia of the thermostat, the contact remains closed long enough to cause the heating of the electrodes E1 and B2 of the sensor. lamp. When the contact between & and h is interrupted, the lamp lights up and the voltage in the discharge distance is reduced from the previous groan of about 200 volts to about 110 volts.
The thermostatic relay then receives current again but, as a result of the reduction in voltage and because of the production of heat in the thermostat, which has been reduced in proportion to the square of the voltage, the thermostat is no longer capagle to close his contact. As the thermostat operates according to the square of the voltage,
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a sufficiently large margin is obtained between the heat output of the thermostat, before and after ignition, so that. you can be sure that the thermostat is working satisfactorily.
The difference between the quantities of heat, developed before and after the ignition of the lamp, can be further increased by connecting an inductive resistor with iron core to the secondary or primary circuit of the transformer F. said core being saturated at the end. higher voltage, acting before ignition, and being unsaturated at the voltage obtained after ignition, thus resulting in a higher resistance which decreases the intensity of the current in the secondary circuit of transformer F. If the relay timed is electromagnetic or electrodynamic, the same effect can. be obtained by calculating the electromagnet in a manner analogous to that adopted for the inductive resistance so that the resistance of the relay is increased when the lamp lights up.
The importance of the RCD constituent parts, established in the lamp circuit, will become clearer from the description of the diagrams shown in figs. 2, 3 and 4.- In fig. 2, we denote by Ep the voltage curve of the alternating current supplied by the contact current changer, said voltage having a rectangular curve and having, for the example shown, a minimum value of 220 volts. If we assume, first of all, that the lamp circuit includes only the capacitor C but not the reactance coil D and the ohmic resistor R, we obtain a current whose curve has the form shown in fig 3 with comparatively narrow and steeply sloping ridges.
The energy produced by such a current is insufficient, however, to operate the lamp. By inserting the reactance D into the circuit, the effective value of the lamp current is increased due to the fact that the peaks of the curve current become wider. But, using
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the capacitor C and the reactance coil D, on their own, therefore with exclusion of the resistance R, each direct current pulse gives rise to a series of oscillations, slightly damped, which make it very difficult to cross out, by default of current , the contacts of the current changer.
By inserting, moreover, the ohmic resistance R in the circuit, these oscillations are damped to a degree such that any direct current pulse corresponds to a single deni-wave of alternating current, as shown in fig 4. By choosing - judiciously taking into account the electrical components, this half wave can be made such that it is completely terminated before the next pulse of current begins, so that the current can be obtained to be interrupted for an interval of time t, of sufficient duration so that a current fault failure can be obtained. The same result can also be obtained by establishing an electric valve, for example a dry redressor N or the like, in the circuit as shown in broken lines in FIG. 1.
Resistance R can then be omitted or replaced by a lower resistance. The function of the reactance coil D is therefore to damp the current when the circuit is closed. For this purpose, it is advantageous to give the reactance a high inductive power. each moment of short-cutting of the current changer by contacts. This can be obtained by completely closing a reduced part of the magnetic circuit of the coil while the remaining part comprises an air gap, which avoids excessive variations in the inductance of the reactance. The same effect can be obtained with the aid of two reactance coils, connected in series, one of which has an air gap while the iron core of the other no longer has an air gap.
The constituents R.c and D are preferably calculated from the conditions which arise after the lamp is turned on. It can then occur, especially when a large
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a number of lamps are mounted in parallel, so that the effect, obtained as above, is not sufficient for the rupture to occur without sparks in the current changer.
To avoid this drawback, the constituents R, C and D may have values that are too large with respect to the resistance of the lamp, so that the shape of the current curve does not vary appreciably during the lighting of the lamp,
The same result can also be obtained without giving these constituents too large values when making any of them variable under the control of the thermostatic switch or the offset which occurs when switching on the heater. the lamp, in such a way that the value of the constituent in question is reduced during the period preceding the ignition and returns to its initial value at the time of ignition. For this purpose, the reactance coil D, for example,
can be constituted by a transformer and connected to a winding with reversed connections, established in the branch c and mounted on the same iron core, the said winding causing the reduction of the inductance of the coil during the period preceding the ignition, this induction resuming, in substance, its initial value at the
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ment of 1.!, ignition for the reason that wind it to. connections reversed, is then crossed by a very weak current.
A corresponding interruption of the lamp circuit can also be obtained by varying the capacitance of the capacitor C or the value of the resistor R under the control of the thermostat G. Other means can also be provided for this purpose; for example, one can establish a resistance in the branch C this resistance being able to increase the value of the resistance of the circuit of the quantity desired to ensure the damping necessary for a rupture without sparks, during the period which precedes the lighting of the lamp.