Fonction

Détectrice, amplificatrice, oscillatrice, changeuse de fréquence... selon le montage électronique. La lampe triode a joué un rôle fondamental dans le développement des communications par ondes électromagnétiques.

Description

À l’intérieur d’une ampoule scellée, dans laquelle on a fait le vide, sont disposées trois électrodes (d’où le nom): une électrode P en nickel, de forme cylindrique, appelée plaque, un filament de tungstène F tendu selon l’axe de la plaque, et, entre les deux, une spirale G en fil de nickel appelée grille. À la base du culot, 4 broches, inégalement espacées (afin d’éviter les erreurs de branchement) permettent pour deux d’entre elles de faire passer un courant de chauffage dans le filament, pour une troisième d’appliquer une tension vP entre plaque et filament, et pour la quatrième d’appliquer une tension vG entre grille et filament ( En vue d’un meilleur isolement, grille et plaque sont parfois reliées à deux bornes situées à la partie supérieure de la lampe. Tel est le cas de notre triode).

En supprimant la grille, on obtiendrait une «valve» ou diode. Dans ce cas, lorsque vP est positive, les électrons émis par le filament sont attirés par la plaque et la lampe est traversée par un courant iP (courant plaque); dans le cas contraire (vP négative) les électrons sont repoussés et iP = 0: la diode ne conduit plus d’où l’application au redressement d’un courant alternatif et à la détection. Dans la triode la tension grille sert à contrôler le courant plaque, à le moduler, tandis qu’un faible courant iG passe par la grille. Typiquement on pourrait avoir vP de l’ordre de la dizaine de volts, vG de l’ordre du volt, iP de l’ordre du milliampère, iG dix fois plus petit (le courant de chauffage du filament est de l’ordre du centième d’ampère). Mais selon les applications, les valeurs peuvent être très différentes.

Il existe de nombreuses variétés de triode qui diffèrent par les formes, les dimensions, les dispositions relatives des électrodes. On a créé des lampes à deux grilles, à trois grilles... on a parfois groupé deux valves dans une même ampoule avec un filament commun et deux plaques etc. Actuellement les fonctions de la lampe triode sont assurées par des transistors beaucoup moins encombrants et consommant très peu d’énergie. Une calculette qui tient facilement dans une poche, pourrait être construite avec des lampes triodes mais il serait difficile de la loger dans un appartement et elle poserait de difficiles problèmes de refroidissement, sans parler du coût de son fonctionnement.

 

 

Histoire

En 1725, on découvre que l’air devient conducteur au voisinage d’un corps incandescent. Thomas Edison (1847-1931) qui venait d’inventer la lampe à incandescence (1878) observa en 1881 qu’un courant pouvait passer entre le filament et une électrode située à proximité: c’était l’effet qu’on appelle «thermo-ionique». Sir John Fleming (1849-1945) étudia cet effet et réalisa la «valve de Fleming» que nous appelons diode et dont il prit un brevet en 1904. Il imagina de l’utiliser pour la détection des ondes hertziennes.

Sir Owen Richardson (1879-1959) montra en 1901 que l’effet était du à l’émission de particules négatives, mais ce n’est que plus tard qu’on sut qu’il s’agissait d’électrons: l’électron fut identifié dans le rayonnement cathodique en 1895 par Jean Perrin (1870-1942) et sa charge mesurée en 1913 par Robert Millikan (1868-1953) selon une expérience proposée en 1907 par l'autrichien Felix Ehrenhaft (1879-1952).

Richardson, puis S. Dushman établirent la loi qui lie le courant de saturation à la température du filament. Irvin Langmuir (1881-1957) étudia la relation (valable seulement pour la partie courbe de la caractéristique) entre iP et vP. On attribue aussi à Child la loi

 

 

Mais c’est finalement l’américain Lee de Forest (1873-1961) qui a l’idée d’introduire la grille en 1907 et qui doit être considéré comme l’inventeur de la triode.

 

Précisons quelques autres détails biographiques des protagonistes de ces compléments historiques.

Edison fut aussi l’inventeur d’un télégraphe duplex (1864), du phonographe (1877) et du kinétoscope (1893) précurseur du cinéma.

Richardson étudia aussi le spectre moléculaire de l’hydrogène et obtint le prix Nobel de physique en 1928.

Langmuir étudia l’absorption des gaz par les solides et fit avec Lewis une théorie de la liaison chimique, il inventa le chalumeau à hydrogène atomique, imagina d’introduire de l’argon dans les lampes à incandescence (1909), effectua des recherches sur les tubes à rayons X à vide poussé, inventa une triode à vide poussé (le «pliotron» en 1915), réalisa la pompe à condensation de vapeur du mercure (1912) puis étudia les décharges dans les gaz rarifiés. Il obtint le prix Nobel de chimie en 1932.

Jean Perrin -outre la mise en évidence de l’électron en 1895- réalisa des modèles de gaz avec des suspensions colloïdales de gomme gutte avec lesquelles il vérifia les lois d’Einstein sur le mouvement brownien et réalisa une mesure du nombre d’Avogadro. Il étudia les lames minces. Il précisa la notion de transmutation nucléaire (1920). Il participa à la création du C.N.R.S. (1938) et créa le Palais de la Découverte. Il obtint le prix Nobel de physique en 1926.

 

 

 

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