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Enseignement télégraphique : résumé des cours faits à l'administration des lignes télégraphiques - 1858-1859
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- ENSEIGNEMENT TÉLÉGRAPHIQUE.
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- COURS PRATIQUE
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- ENSEIGNEMENT TÉLÉGRAPHIQUE
- RÉSUMÉ DES COURS
- A L’ADMMSTBATIOK DES LIGNES TÉLÉDBAPHIQDES
- 1858-1859
- COURS PRATIQUE
- PARIS
- IMPRIMERIE ET LIBRAIRIE CENTRALES DES CHEMINS DE FER DE NAPOLÉON CH1IX ET C'
- Rue Bergère, 20, près du boulevard Montmartre.
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- RÉSUMÉ DES COURS
- TÉLÉGRAPHIE ÉLECTRIQUE
- FAITS AL' MINISTÈRE DE l’INTÉRIELR
- POUR L’INSTRUCTION DES AGENTS DE L’ADMINISTRATION
- DES LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES
- ^Annexe au Moniteur Télégraphique.)
- INTRODUCTION.
- Les cours institués cette année à l’Administration télégraphique se sont tout naturellement divisés en deux Parties.
- y Le.Cours théorique d'électricité; 2° le Cours d'application de Vélectricité à la télégraphie. C’est ce der-nier que nous donnons ici sous le titre de Cours de télégraphie électrique.
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- 11 y a déjà longtemps qu’a été émise l’idée de faire de la télégraphie au moyen de l’électricité, c’est-à-dire de transmettre au moyen de l’électricité des signes représentant la parole ; mais les progrès accomplis en ces dernières années dans les appareils générateurs de l’électricité, et ceux encore plus considérables qui ont été acquis dans la connaissance des lois que suit la marche de l’électricité, ont seuls pu permettre de rendre pratique ce qui jusqu’alors était resté confiné dans le domaine de la spéculation théorique.
- Ce qui avait surtout séduit dans la télégraphie électrique, c’est la rapidité extrême avec laquelle cet agent se transmet dans des fils conducteurs. Aussi voyons-nous de 1787 à 1813, un grand nombre de projets de télégraphie fondés sur la transmission de l’étincelle électrique; mais la complication des appareils et surtout la difficulté de produire l’électricité d’une manière pratique et constante au moyen de la machine électrique, rendirent toutes les tentatives infructueuses.
- Au commencement de ce siècle, Vol ta inventa une source d’électricité beaucoup plus maniable que la machine électrique : c’est la pile qui porte son nom. Toutefois, l’électricité ainsi produite ne donne pas d’étincelles; aussi fallut-il attendre la découverte faite par Nicholson et Carlisle de la décomposition de l’eau, au moyen du courant de la pile, pour voir éclore, en 1811, un pre^-mier projet de télégraphie électrique dans lequel on enrr-ployait le courant voltaïque. C’est Scemmering qui est
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- 1 auteur de ce projet. Il proposait de placer, entre les deux points à réunir télégraphiquement, autant de conducteurs que de signaux à transmettre ; ces conducteurs Paient composés de deux fils, un d’aller et l’autre de retour. La décomposition de l’eau par les courants produits dans l’un ou l’autre de ces conducteurs, indiquait te signal transmis.
- Je n’ai pas besoin de dire que le nombre des conducteurs , la lenteur de la transmission pour que les effets tussent appréciables, rendaient ce système inapplicable.
- En 1820, après la découverte de l’action du courant sur l’aiguille aimantée, faite par le savant danois GErs-ted, Ampère proposa de recevoir la transmission du courant dans les vingt-quatre conducteurs, au moyen de t aiguille aimantée. On voit immédiatement les inconvénients de ce système.
- Il fallait un courant énergique, un seul fil agissant sur 1 aiguille aimantée ;
- On employait un grand nombre de conducteurs comme le télégraphe de Sœmmering. Fechner, savant 'dlemand, leva la première difficulté en proposant l’emploi du galvanomètre multiplicateur. MM. Ritchie et Alexander d’Edimbourg, construisirent, en 1857, un télégraphe d’après les idées d’Ampère, en diminuant toutefois le nombre des fils, ou se servant d’un fil commun pour les vingt-quatre conducteurs, ce qui réduisit e ^onibre des fils à vingt-cinq.
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- Mais c’est à Schilling, qui essaya son système ef Russie en présence des empereurs Alexandre et NicolaSt que l’on doit l’idée de la combinaison des signaux suC' cessifs. Il amortissait les ébranlements de l’aiguille efl faisant plonger dans le mercure un petit appendice fix? aux aiguilles. Toutefois il ne réussit pas, par défaut $ détail de construction sans doute, car, en définitive, c’eS* le télégraphe Wheatstone à deux aiguilles.
- Gauss et Weber, en 1833, établirent à Goettingue-entre l’observatoire et le cabinet de physique, le premier télégraphe qui ait donné quelques résultats. Ils employé' rent le système de Schelling et se servirent de cin<| déviations de l’aiguille, ce qui donnait soixante-deu* signaux. La production du courant avait lieu au moyefl d’une bobine d’induction; un étoufifeur en cuivre rougf amortissait les oscillations de l’aiguille.
- Steinehl à Munich, en 1837, sur l’invitation du roi de Bavière, perfectionna le télégraphe précédent. 1* employa une machine de Clarke pour produire les cou* rants et se servit de deux aiguilles, ce qui diminua Ie nombre des mouvements à faire.
- Chaque aiguille portait, soit un petit encrier d’encr^ d’imprimerie terminé par une pointe capillaire qtf marquait des points sur une bande de papier, soit sur un petit marteau qui frappait sur des timbres différents-
- Gauss avait proposé de se servir de rails comme conducteurs ; Steinehl fit quelques expériences pouf
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- essayer ce système sur le chemin de fer de Nuremberg à- Furth. Il ne réussit pas, mais découvrit la propriété conductrice de la terre et diminua ainsi heureusement le nombre des fils conducteurs, ce qui, au point de vue de l’économie et de l’intensité du courant, est un grand avantage. Cette conductibilité de la terre était connue pour l’électricité statique et non pour l’électricité voltaïque.
- C’est vers cette époque, 1837, que Wheatstone inventa sa sonnerie, qui lui a donné l’idée de son télégraphe à cadran. Dès 1832, Morse eut l’idée de son télégraphe pour lequel il prit un brevet en 1837, et vers la même époque, Bain inventa son télégraphe électro-chimique. Nous n’en donnerons pas ici la description, ces télégraphes étant en usage en divers pays ; nous en donnerons plus tard une description détaillée.
- Un télégraphe électrique se compose essentiellement :
- U D’un générateur de l’électricité ;
- 2° Des appareils qui servent, soit à mettre le générateur à même de fonctionner, soit à percevoir le courant ;
- 3° Des appareils accessoires, tels que sonnerie, paratonnerres, etc. ;
- 4° Du conducteur ou ligne électrique.
- U est dans cet ordre que nous étudierons les diverses Parties du télégraphe.
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- Toutefois, nous ne parlerons qu’accessoirement du conducteur ou ligne télégraphique, cette partie n’étant pas utile aux employés auxquels ce cours est destiné.
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- APPLICATION DE L’ÉLECTRICITÉ
- A LA TÉLÉGRAPHIE.
- CHAPITRE PREMIER.
- DES GÉNÉRATEURS DE L’ÉLECTRICITÉ.
- Les seuls générateurs de l’électricité employés jusqu’ici en ^iégraphie, sont les piles et les appareils d’induction, c’est-à-ceux dans lesquels l’électricité est produite par l’action cmmique ou par l’induction. Cette induction d’un courant dans 1111 fil a lieu soit au moyen de la désaimantation ou de l’aimantation du fer d’un électro-aimant, soit au moyen de l’éta-Jissement et de l’interruption d’un courant dit primaire ou •nducteur.
- Toutefois, avant de parler des piles, quelques notions clii-, ^ques sont indispensables. j
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- COURS PRATIQUE.
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- NOTIONS ELEMENTAIRES DE CHIMIE.
- On appelle en chimie corps simples, ceux qu’on n’est pas encore parvenu à décomposer. Les corps simples se combinent entre eux, soit deux à deux, soit en plus grand nombre pour former les corps composés.
- L’eau est un corps composé qu’un courant électrique qui le traversera sépare en ses deux éléments, qui sont deux corps simples, l’oxvgène et l’hydrogène.
- L’oxygène est un gaz, c’est-à-dire un fluide léger, élastique; il est incolore et jouit de propriétés chimiques très-remarquables. 11 s’unit avec presque tous les corps, souvent avec combustion vive, c’est-à-dire avec développement de chaleur et de lumière; c’est donc un comburant énergique; ses combinaisons avec les corps portent le nom d’oxydes ou d’acides, selon leurs propriétés chimiques.
- L’hydrogène est un corps gazeux comme l’oxygène, mais il jouit de propriétés chimiques complètement opposées. L’oxygène est un comburant énergique, c’est-à-dire qui brûle presque tous les corps ; l’hydrogène est un combustible énergique, c’est-à-dire se combine avec énergie aux corps comburants, et même réduit beaucoup de composés de l’hydrogène, en se combinant avec l’oxygène et mettant en liberté le corps oxydé.
- Parmi les corps simples, les uns se comportent comme l’hydrogène, ce sont les corps combustibles ; et les autres comme l’oxygène, ce sont les corps comburants. Enfin, il existe une troisième classe de corps, dits neutres ou indifférents, qui agis-
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- COURS PRATIQUE.
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- sent d’une manière faible, tantôt comme comburants, tantôt comme combustibles.
- Entre les corps comburants, nous citerons : l’oxygène, le soufre, le fluor, le chlore, le brôme, l’iode, etc....
- Parmi les corps combustibles : l’hydrogène, le potassium, le sodium, le barium, le calcium, le magnésium, le zinc, le cadmium, l’aluminium, le fer, le cuivre, le mercure, l’argent, 1 or.^ le platine.
- Parmi les corps neutres : l’azote, le phosphore, 1 arsenic, le carbone, le silicium, etc....
- 11 est clair que ces divisions ne sont pas parfaitement tranchées, et que l’on passe d’une manière pour ainsi dire insensible d’une division à l’autre.
- Les seules combinaisons de ces corps simples qui aient quelque intérêt pour ce cours, sont celles sur lesquelles le courant élec-trique a une action de décomposition. Quand un corps composé est traversé par un courant électrique, il se décompose : une partie se rend au pôle positif de la pile, et l’autre au pôle négatif; c’est le corps comburant qui se rend à l’électrode positif, et le corps combustible qui se rend à l’électrode négatif. Si le corps décomposé est composé de plus de deux corps simples, alors un corps composé, ou un mélange de plusieurs corps, simples, peut se rendre aux électrodes. Nous considérerons ce mélange comme les éléments d’un corps composé détruit par des causes étrangères au courant, et nous dirons que le courant flui traverse un corps composé le sépare en deux composants: simples, ou composés dont l’un comburant se rend à l’électrode positif et l’autre combustible à l’électrode négatif.
- Les corps simples ont des noms arbitraires ; quant aux corps composés, on les désigne par des noms dérivés de ceux de leurs composants, et nous venons de voir que les seuls que nous con-t.
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- sidérions peuvent être considérés comme composés de deux éléments simples ou composés. On peut commencer par le comburant que l’on termine en ide et que l’on joint au corps combustible par la particule de. Ainsi, on dira oxide de fer, oxide de zinc, oxide de potassium, pour un composé d’oxygène et de fer, ou de zinc, ou de potassium. On dira également sulfide, chlo-ride, etc...., d’un corps quelconque, pour la combinaison du soufre, du chlore avec ce corps. Au lieu de commencer par le corps comburant, on peut commencer par le corps combustible, et du nom du comburant on forme un adjectif terminé en idé ; ainsi on dira Jer, cuivre, zinc, etc., oxidé, sut [idé, chloridé, etc.
- Les corps analogues peuvent se substituer les uns aux autres ; ainsi, nous avons vu que l’hydrogène réduit un certain nombre d’oxides en se substituant au métal pour former de l’eau. Cette propriété a lieu pour tous les corps analogues ; le zinc, le fer se substituent au cuivre, à l’argent, etc. Quand un corps se substitue à un autre, c’est toujours en proportion constante; ainsi, l’oxygène remplace toujours un poids de soufre deux fois plus considérable que le sien. Ces rapports constants sont les équivalents des corps ; deux de soufre équivalent à un d’oxygène. Pour plus de simplicité, on prend pour unité un quelconque de ces corps, ou l’oxygène, ou l’hydrogène, et on rapporte tous les autres à ceux-là. Quand on prend l’oxygène, on fait son équivalent égal à 100, alors le soufre a pour équivalent 200, l’hydrogène 12.50, le carbone 75, etc.
- Deux corps peuvent se combiner entre eux en plusieurs proportions, mais c’est toujours un certain nombre d’équivalents de l’un avec un certain nombre d’équivalents de l’autre. Ces nombres d’équivalents sont très-restreints en chimie inorganique, c’est-à-dire chez les corps qui ne sont pas produits directs ou dérivés d’un corps organisé. Ces nombres sont ordinairement : 1 à 1, 2 à 3, 1 à 2, 1 à 3, 1 à 4, 1 à 5, 2 à 5, 2 à 7, 1 à 6; ce sont les seuls qui peuvent nous intéresser. Quand un com-
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- posé de deux éléments renferme deux équivalents du comburant, on met le mot bi devant le nom de ce dernier ; ainsi le bioxide * de manganèse, ou manganèse bioxidé, est un corps qui renferme deux équivalents d’oxygène et un de manganèse. Si le rapport est deux tiers ou un à un et demi, on met le mot sesqui ; ainsi, le sesquioxide de manganèse renferme deux équivalents de manganèse et trois d’oxygène. Enfin, s’il y a deux équivalents du combustible pour un du comburant, on termine le nom de ce dernier en idule\ ainsi l’oxidule de mercure renferme deux équivalents de mercure et un d’oxygène.
- Lorsque le rapport de nombre d’équivalents du comburant à celui du combustible est plus élevé que deux, le corps n’existe le plus souvent pas à l’état isolé, et plusieurs chimistes ne les considèrent pas comme des composés binaires, dans le cas où ils existent en cet état d’isolement. Ils sont ordinairement combinés avec des composés qui renferment le plus souvent les mêmes comburants qu’eux; on les appelle acides. Ainsi, le composé de un équivalent de soufre et trois d’oxygène, ou acide sulfurique anhydre, est ordinairement mis avec un oxide : ces oxides sont alors appelés bases, et leurs combinaisons avec les acides forment ce que l’on appelle des sels. Les acides se désignent en terminant en eux ou en ique, le nom du combustible : les premiers sont ceux qui contiennent la moindre quantité du corps comburant : ainsi, on dit acide sulfureux, sulfurique. On les fait aussi pré • céder des mots : hypo et hyper, selon que l’on veut désigner des acides moins ou plus oxygénés que ceux qui sont terminés en eux et en ique; on dit acide hydrochloreux, cbloreux, hypoclilo-fique, chlorique, hyperchlorique, en suivant l’ordre du degré d’oxidation du chlore.
- Les sels, c’est-à-dire les combinaisons des acides et des bases sc désignent par le nom de l’acide dans lequel on change la terminaison eux en ite, et la terminaison ique en aie; on appelle donc chlorate de potasse, la combinaison de l’acide chlorique et
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- de la potasse ; hypochlorile de potasse, la combinaison de l’acide • hypochloreux et de la potasse. Au lieu de sulfate d’oxide de fer, de cuivre, etc., on dit seulement sulfate de fer, de cuivre, on pourrait dire fer, cuivre...... sulfaté...
- L’équivalent d’un corps se désigne d’une manière abrégée par les premières lettres de son nom, ainsi :
- L’équivalent du potassium ou kalium, s’écrit , K. Celui du sodium ou natrum................Na.
- — du zinc............................Zn.
- — du cuivre......................... Cu.
- — du fer.............................Fe.
- — du mercure ou hydrargyrum . . Hg.
- — du platine . ......................Pt.
- — de l’or ou aurum..................Au.
- — de l’hydrogène H.
- — de l’oxygène . ....................0.
- — du soufre..........................S.
- — du chlore .........................Cl.
- — du carbone.........................C.
- — de l’azote.........................Az.
- Les composés s’écrivent d’une manière abrégée, en indiquant le signe représentatif des composants, mais en notant par un chiffre placé en haut, et à droite du signe, le nombre d’équivalents du corps désigné que renferme le composé.
- Ainsi le protoxide de potassium, s’écrit Ko.
- — — de sodium , — Nu 0.
- — — de cuivre, — Cu 0.
- Le sous-oxide de cuivre, — Cu2 0.
- Le sesqui-oxide de fer, — Fe2 O3.
- L’acide sulfurique anhydre, — So3.
- L’acide nitrique anhydre, — Az O5.
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- Les sels considérés comme combinaison d’un acide anhydre et d’une base s’écrivent en réunissant par un point le signe de l’acide et de la base.
- Ainsi le sulfate de potasse s’écrit So3 Ko.
- Le chlorate de soude, — Cio5 NaO.
- Nous avons dit que quand un corps est décomposé par le passage du courant, une partie des éléments se rend à l’électrode positif et l’autre à l’électrode négatif ; on peut considérer alors te corps comme composé de deux éléments eux-mêmes composés. Ln explique cette décomposition des corps par le passage du courant, en admettant que le courant donne aux éléments une polarité, en séparant l’électricité naturelle du corps en électricité positive et négative, dont l’une se porte sur un des éléments, et l’autre sur l’autre élément ; le choix en est déterminé Par le rapport de nature de ces éléments. On peut faire un tableau des corps tel que chacun d’eux sera électro-positif par rapport à ceux qui précèdent, et électro-négatif par rapport à ceux qui suivent. Ainsi le soufre est positif par rapport à l’oxygène, et négatif avec tous les métaux.
- Cette hypothèse de la combinaison binaire des corps que décompose le courant, a fait admettre que, lors de la combinaison d’un acide avec une base, l’acide s’emparait de l’élément électro-négatif de la base et se combinait avec lui en formant un nouveau corps qqi, à son tour, s’unissait à l’élément positif de cette base. Dans ce cas, si l’acide sulfurique So3 se combine avec la potasse Ko, il en enlève l’oxygène O de ce dernier corps pour en former un nouveau So4 auquel les Anglais donnent le nom d’oxisulfion et Que nous appellerons sulfatogène, et ce sulfatogène se combine avec le potassium. Le sel ainsi formé s’écrira alors So4.K, et nous l’appellerons potassium sulfaté ou sulfate de potasse.
- Nous désignerons ces corps hypothétiques en terminant en
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- gène le nom de l’acide modifié pour désigner le sel ; ainsi nous dirons sulfitogène, nitratogène, chloratogène, etc.
- Les acides hydratés ne seront pour nous que des sels dont la base est de l’eau, en sorte que nous considérerons l’acide sulfurique mono-hydraté So3.Ho comme du sulfate d’eau, ou plutôt de l’hydrogène sulfaté, que nous écrirons So4.H, de même que l’acide chlorydrique ou hydrogène chlorydé, s’écrira Cl.H.
- Cette manière de considérer les sels aura pour nous l’avantage de simplifier l’explication de la décomposition des corps par l’électricité, et de la production de l’électricité par les actions chimiques, en réunissant, pour ainsi dire, dans une seule classe les oxides, les sulfures, etc., les sels haloïdes et les sels ordinaires, sans toutefois prétendre que cette hypothèse soit la plus conforme à la réalité.
- I n.
- THÉORIE DE LA PILE.
- Avant de commencer l’exposé succinct de la théorie de la pile, nous allons indiquer quelles sont les principales propriétés du courant électrique qui servent à le mesurer. Ces propriétés sont au nombre de trois, savoir . la décomposition des corps composés que le courant traverse, réchauffement de ces conducteurs quels qu’ils soient ; enfin, la déviation de l’aiguille aimantée par un courant parallèle à cette aiguille. Nous ne parlerons que de cette dernière.
- Si l’on place une aiguille aimantée sur un pivot, de façon que, comme dans la boussole ordinaire, elle puisse prendre toutes les orientations possibles ; si l’on place un conducteur parallèlement à cette aiguille et que l’on détruise l’action de la
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- terre, elle est déviée et de telle façon que, si nous admettons pour cette aiguille un orient et un occident, en lui donnant un nord et un sud déterminés par ses pôles, le courant d électricité positive ira d’orient en occident, comme le soleil semble tourner par rapport à la terre. Si l’on veut, le pôle nord étant considéré comme la tète et le pôle sud comme les pieds, l’aiguille déviera de manière que le courant d’électricité positive ira de gauche à droite. La terre contre-balance cette action, alors l’aiguille prend une position intermédiaire entre l’action directrice de la terre et l’action directrice du courant, et elle est d’autant plus rapprochée de cette dernière que le courant est plus fort. On peut graduer ^appareil en faisant passer 1,2, 3, — courants égaux parallèles et de même sens, alors on sait quelle intensité du courant répond à chacune de ces déviations. Nous parlerons plus loin et plus en détail de la mesure des courants \ nous avons voulu seulement indiquer un moyen de mesurer les courants avant de passer à la théorie des générateurs de l’électricité.
- Nous avons vu que Volta avait découvert un nouveau mode de production de l’électricité ; nous n’indiquerons pas comment cette idée est née des considérations théoriques qu’il soutenait sur l’origine du phénomène découvert par Galvani, à savoir,
- 1 excitation nerveuse qu’une pince métallique engendre dans 1 organisation d’une grenouille fraîchement écorchée et suspendue par cette pince. Volta admettait que deux métaux en contact, le cuivre et le zinc, par exemple, prenaient, l’un par rapport à 1 autre, des électricités de noms contraires qui étaient l’origine du courant. Cette théorie, connue sous le nom de théorie du contact, est aujourd’hui généralement abandonnée en France et en Angleterre pour la théorie électro-chimique, qui considère les actions chimiques comme source d’électricité. C’est celle que oous allons exposer brièvement.
- Si nous considérons une lame de cuivre et une lame de zinc plongeant toutes les deux dans l’eau, une molécule du zinc attirera la molécule d’oxygène, qui, avec la molécule d’hydro-
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- gène, composent l’eau voisine HO, sans toutefois pouvoir décomposer cette dernière. En vertu de la polarité électrique que nous avons admis comme existant dans les atomes, en même temps que le zinc attire l’oxygène sur lequel se trouve le pôle négatif de l’élément eau, il tourne vers ce pôle son pôle positif, et augmente les deux polarités qui, par suite de leur action réciproque, s’exaltent l’une l’autre. La molécule d’eau ainsi orientée et exaltée dans sa polarité, agit par son hydrogène et son pôle positif sur la deuxième molécule d’eau en l’orientant. Cette seconde molécule agit de même sur la troisième, et ainsi de suite jusqu’à la dernière. Cette dernière est en contact avec le cuivre qui, tendant à agir comme le zinc, devrait produire un effet inverse ; mais comme son action sur l’eau est moins vive que celle du zinc, il ne peut que diminuer l’effet de ce dernier. En admettant donc la rotation chimique et indiquant par les signes —f- et — les pôles positifs et négatifs des molécules, on aura la disposition suivante :
- Zn OH OH OH OH Gu ----h--------h-------1“------h------h — H-
- dans laquelle toutes les molécules oxygènes et les pôles négatifs
- sont tournés vers le zinc, et les molécules hydrogènes ainsi que les pôles positifs sont tournés vers le cuivre ; quant aux molécules extrêmes, celle qui a le plus d’affinité pour l’oxygène, le zinc, a son pôle négatif tourné vers l’eau, et l’autre, au contraire, son pôle positif tourné vers ce liquide.. Si l’on venait à enlever à la molécule zinc son électricité négative et à la molécule cuivre son électricité positive, alors l’action de l’électricité positive sur la négative de l’eau n’étant plus diminuée, il y aurait réunion des deux électricités et en même temps des deux molécules qui en sont chargées, c’est-à-dire du zinc et de l’oxygène. Ainsi on aurait :
- Zn O H OH OH OH Cu
- +- + —i- —h —r - +
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- , Mais alors la molécule d’hydrogène de la première molécule (1 eau se trouve mise en liberté et chargée d’électricité positive ; e^e agit alors comme vient de le faire la molécule du zinc, elle se combine avec la molécule d’oxygène de la molécule d eau suivante, et met en liberté ses composants d’hydrogène chargés d électricité positive. I
- Cette seconde molécule d’hydrogène agit comme la première, et ainsi de suite, jusqu’à la dernière molécule d’eau dont l’hydrogène se dépose sur le cuivre; elle est chargée d’électricité posi-tive qui se combine avec la négative de ce métal et le rend à 1 état naturel. L’espace compris entre le cuivre et le zinc, au lieu d être rempli par des molécules d’eau seulement, aurait pu être rempli par d’autres molécules, oxyde de zinc ZnO, sulfate deau SO'H, sulfate de zinc S04Zn; le raisonnement eût été le même, 1 élément comburant se fût tourné vers le zinc, le combustible vers le cuivre, et quand on aurait enlevé l’électricité négative au zinc et la positive au cuivre, le zinc se serait combiné avec 1 élé-mei't comburant de la molécule suivante, et l’élément combustible de chacune des molécules intermédiaires se fût combiné avec l’élément comburant de la molécule suivante.
- Si derrière la molécule de zinc que nous venons de combiner, il s’en trouve une autre, la même orientation moléculaire que nous avons décrite pour la première molécule de zinc se reproduira, et, si nous lui enlevons son électricité négative et la positive du cuivre, la même combinaison de la molécule de zinc et la môme décomposition réciproque des molécules du corps intermédiaire se répéteront également. Ces deux phénomènes d’orientation et de polarisation, de combinaison et de décomposition, se répéteront sans cesse tant qu’il y aura du zinc et tant qu’on en-èvera l’électricité positive de ce corps et la négative du cuivre.
- nous avons un moyen simple d’opérer ce double enlèvement d électricité aux deux corps cuivre et zinc, c’est de les réunir métalliquement, car alors les deux électricités positive et néga-
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- 18 COURS PRATIQUE.
- tive qui tendent à s’échapper de chacun d’eux se combinant pa( l’intermédiaire du conducteur métallique, s’annulent, et les deib corps, le zinc et le cuivre, reviennent sans cesse à l’état naturel' Si donc on plonge une lame de zinc et une lame de cuivre dai>5 un liquide susceptible d’être décomposé, quand on réunira cd deux lames par un conducteur métallique, il sera traversé saBi cesse par un courant électrique produit par la réunion des deu* électricités des lames, et en même temps il y aura dissolution du zinc et marche de l’oxygène du cuivre au zinc et de l’hydro* gène du zinc au cuivre. Ges deux lames d’où s'échappent les deu* électricités sont dites les pôles du générateur de l’électricité; ld corps métalliques mis en contact avec chacun d’eux sont appelé électrodes (chemin de l’électricité). Le pôle qui fournit l’électri' cité positive, c’est-à-dire le pôle cuivre, est dit pôle positif, et son électrode, électrode positif; le pôle zinc est le pôle négatif, et soi1 électrode, l’électrode négatif.
- Si, au lieu de plonger dans un liquide deux lames, dont l’ufl{ a une action chimique très-forte sur un des éléments du liquida et dont l’autre en a une très-faible, on y plongeait deux lan^ ayant des actions chimiques de même force, par exemple deux lames de cuivre, deux lames de platine, etc., il n’y ait' rait plus comme tout à l’heure ni orientation avant la jonction de* lames par un conducteur métallique, ni courant électrique apr# cette jonction, car les effets qu’elles produiraient se détruirai#1’ réciproquement. Mais si l’on charge l’une d’électricité positivé et l’autre d’électricité négative, alors la lame qui est chargée d’# lectricité positive agit comme le zinc et se dissout si elle combustible, et l’autre, au contraire, recueille le combustible d1' liquide. L’orientation des molécules du liquide n’est plus alo^ déterminée par l’affinité chimique d’une des lames, mais par so11 électricité, et comme aucune réaction électrique ne vient arrêté cette action, la décomposition suit immédiatement cette oriefl' tation. Le corps ainsi décomposé s’appelle électrolyte (décompo^ par l’électricité), et l’opération en elle-même s’appelle électro'
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- tyse‘ Supposons, pour exemple, deux lames ou électrodes de platine plongeant dans l’eau ; on aura d’abord l’orientation suivante des molécules de l’électrolyte, en employant la même notation que précédemment.
- Pt OH OH OH OH OH Pt
- 4- —h —h —h —i* 1“
- et immédiatement après, décomposition de 1 électrolyte et dépôt de ses deux éléments sur les électrodes :
- PIO HO HO HO HO H Pt
- puis l’orientation recommence ensuite la décomposition, et ainsi de suite.
- Des explications précédentes il résulte que lorsqu on plonge deux plaques de métal dans un liquide, chaque métal tend à se dissoudre en envoyant à l’autre de l’électricité positive et en gardant de l’électricité négative, et que le résultat final est de 1 électricité positive sur la lame qui a le moins de tendance à être attaquée et de la négative sur l’autre, ou un courant d électricité positive allant de la première à la dernière, si les deux lames sont jointes par un corps conducteur de l’électricité. Le résultat en quantité est la différence des effets que tend à produire séparé-menl chaque lame.
- °n appelle force électro-motrice, la force avec laquelle un mé-tal, se dissolvant dans un liquide, tend à séparer les deux élec tricités, en envoyant la positive dans le liquide et la négative dans lo métal: C’est au point de contact du métal et du liquide que se développe cette force. 11 est évident qu’elle est proportionnelle à la tension électrique développée, quand il n’y a pas de courant.
- On voit tout d’abord qu’il est impossible de produire un courant avec une seule lame plongeant dans un liquide ; il en faut nécessairement deux, et alors la tension électrique sur chaque Pèle est la différence des tensions produites par chaque lame, ou
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- bien, ce qui revient au même, la force électro-motrice totale est la différence des deux forces électro-motrices.
- Je désigne la force électro-motrice par E, et je mets entre parenthèses la notation de la combinaison qui développe cette force. Ainsi : E (zinc dans l’acide sulfurique) veut dire force électro-motrice développée par la dissolution du zinc dans l’acide sulfurique. D’après la loi précédente, on aura :
- E (zinc dans l’acide sulfurique) — E (cuivre dans l’acide sulfurique)
- = E (zinc et cuivre plongeant dans l’acide sulfurique)
- De là résulte que si l’on connaî t la force électro-motrice de deu$ couples composés de lames plongeant dans un liquide et dans lequel la lame négative de l'une est la lame positive de l’autre, on connaîtra la force électromotrice d’un troisième couple forinc par la lame positive du premier et la lame négative du second-Cette dernière sera égale à la somme des deux premières. Ainsi :
- E (zinc et cuivre plongeant dans l’acide sulfurique)
- -f- E (cuivre et platine plongeant dans l’acide sulfurique)
- = E (zinc et platine plongeant dans l’acide sulfurique).
- En effet, si nous décomposons la force électro-motrice de chaquf couple à deux lames en la différence des forces électro-motrice9 produites par chacune d’elles, on aura, pour le premier menibre de l’égalité précédente :
- E (zinc dans l’acide sulfurique) — E (cuivre dans l’acide suif11' rique)
- -f- E (cuivre dans l’acide sulfurique) — E (platine dans l’acid1 sulfurique)
- = E (zinc dans l’acide sulfurique) — E (platine dans l’ac$ sulfurique)
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- = E (zinc et platine dans l’acide sulfurique) ce qu’il fallait démontrer.
- Au lieu de faire plonger les deux lames dans un même liquide,
- °n peut les faire plonger dans deux liquides différents et mettre en contact les deux liquides, dont on empêchera le mélange en grande partie en les séparant par un diaphragme poreux qui n empêche pas leur contact. Dans ce cas, voici comment on devra considérer ce nouveau couple à deux liquides. Supposons, par exemple, un élément Daniell, composé d’une lame de zinc plongeant dans l’eau acidulée, et d’une lame de cuivre dans une dissolution de sulfate de cuivre. Le zinc, en se dissolvant dans l’eau acidulée, s’oxyde et sépare l’hydrogène qui se porte vers la lame de cuivre; mais, au point de séparation des deux liquides, l’hydrogène agit à son tour comme lame négative, en se dissolvant dans le sulfate de cuivre et en mettant en liberté le cuivre qui se P ute sur la lame de cuivre. On a donc, en réalité, deux éléments a deux lames chacun :
- Zinc et hydrogène plongeant dans l’eau acidulée ;
- ~° Hydrogène et cuivre plongeant dans le sulfate de cuivre.
- La force électro-motrice résultante sera égale à la somme des forces électro-motrices des deux.
- Si l’une des lames d’un couple à deux lames et un liquide, en se dissolvant dans le liquide, au lieu de dégager de l’hydrogène, dégageait de l’oxygène, il faudrait considérer sa force électro-mo-Wce individuelle comme négative dans les formules précédentes.
- Si l’on réunit plusieurs couples de façon que le pôle positif de chacun soit réuni au pôle négatif du suivant, on forme ce ^e l’on appelle une pile, et la force électro-motrice est égale à fa somme des forces électro-motrices de chaque élément; de sorte (luc si tous les éléments sont semblables, la force électro-motrice de la pile sera *^gale au produit de la force électro-motrice d un clément parle nombre des éléments. De là un moyen commode de
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- comparer les forces électro-motrices des éléments. Supposons deux piles composées d’éléments semblables pour une même pile, mais différents dans chacune d’elles ; si les forces électro-motrices sont entre elles comme 7 : 3, en composant lapremière de trois éléments et la seconde de sept, leurs forces électro-motrices seront égales. De là résultera qu’en opposant pôle à pôle ces deux piles, on ne devra pas obtenir de courant. Donc, en composant par tâtonnement deux piles de chacun des couples considérés de manière qu’elles se fassent équilibre, les forces électro-motrices des couples seront en raison inverse du nombre des éléments des piles dans lesquels ils entrent.
- Les corps conducteurs solides opposent au passage du courant une résistance qui est en raison inverse de la section et proportionnelle à leur longueur. 11 n’en est pas exactement de môme pour les liquides dont la résistance dépend du courant lui-même. Cependant, dans la pratique, la loi précédente est suffisamment exacte pour les liquides pour que nous puissions la leur appliquer.
- Quand une pile envoie un courant dans un fil, comme l’électricité est développée au point de contact de chaque lame avec le liquide, il en résulte que la force électro-motrice doit vaincre non-seulement la résistance du fil, mais encore la résistance que le liquide de chaque élément oppose au passage du courant. La section des conducteurs liquides n’est pas ordinairement constante; aussi, les formules, pour indiquer comment ces résistances dépendent de la forme des éléments, seraient trop compliquées pour les donner ici. Nous nous contenterons de dire que, pour des éléments qui ne diffèrent que par la hauteur, cette résistance est en raison inverse de la hauteur. Dans ce cas, chaque tranche horizontale de l’élément agit comme si elles ne se joignaient que par les électrodes, c’est-à-dire comme si les tranches liquides n’avaient aucune communication entre elles. De là résulte que si nous prenons cinq éléments semblables et que nous réunissions tous les
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- pôles de même nom entre eux, ce sera comme si on n’avait qu’un seul élément dont la hauteur fût cinq fois plus considérable.
- üe même en prenant cinq piles, composées d’un nombre quelconque d’éléments et les réunissant par leurs pôles semblables, °n aura une pile qui se comportera comme une seule pile composé d’éléments cinq fois plus hauts et ayant le même nombre d éléments que chaque pile partielle. Si, par exemple, nous indiquons chaque élément par deux cercles concentriques, dont le cercle intérieur sera le pôle positif et l’extérieur le pôle négatif, lu pile disposée comme dans la figure 1, agira comme une seule Pile composée de cinq éléments, et ayant une hauteur quatre fois plus considérable.
- Figuue 1.
- Üuand on plonge une lame de zinc et une lame de platine dans l’acide sulfurique, le couple ainsi iormô n’a pas une force constante, parce que l’hydrogène mis en liberté par le zinc vient be déposer sur la lame de platine; et alors on n’a plus en réalité une lame de platine pour électrode négatif, mais une lame d hydrogène. Cet inconvénient n’a pas lieu dans les piles de haniell, composées d’une lame de zinc plongeant dans l’acide sulfurique étendu ou dans l’eau, et d’une lame de cuivre dans le sulfate de cuivre ; car alors ce n’est plus de l’hydrogène qui se dépose sur l’électrode négatif, mais du cuivre, ce qui ne change en clou sa nature. 11 en est de même dans la pile de Bunzen, quoi-Çu à un moindre degré.
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- Une seconde cause qui fait varier le courant, c’est l’hétérogénéité de la lame de zinc. Le zinc impur du commerce renferme des grains de fer et de carbone qui forment de petits couples avec le zinc, et alors une action chimique continue a lieu sur cette lame, qui se recouvre de huiles d’hydrogène; il y a donc dépense de zinc en pure perte et variation dans l’état de sa surface. L’amalgamation du zinc, c’est-à-dire la combinaison de la surface du zinc avec du mercure, rétablit l’homogénéité et empêche les actions secondaires dont nous venons de parler. En effet, le mercure ne dissolvant ni le fer ni le charbon, une couche uniforme d’amalgame de zinc se répand sur toute la surface du zinc impur.
- On observe qu’une lame de zinc amalgamée ne se dissout pas dans le liquide, tant que le circuit n’est pas fermé et que le courant ne peut s’établir ; de plus, une lame de zinc amalgamée et une autre non amalgamée étant toutes deux plongées dans l’acide sulfurique étendu d’eau, la première est l’électrode négatif, c’est-à-dire celui qui se dissout.
- Une troisième cause de variation des piles est le changement qu’éprouve le degré de saturation des liquides dont la conductibilité électrique change par cela même. Dans la pile de DanieJb la saturation complète de la dissolution de sulfate de cuivre est entretenue par des cristaux de sulfate que l’on met en excès dans la dissolution.
- On voit donc que la pile de Danniell est une pile extrêmement constante, puisque si on amalgame le zinc, toutes les causes de variation du courant y sont supprimées.
- Voici un tableau des forces électro-motrices développées par divers couples.
- La pile de Grove est une pile composée d’une lame de zinc plongeant dans l’acide sulfurique étendu d’eau et d’une lame de platine plongeant dans l’acide nitrique pur ; les deux liquides
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- s°nt séparés par un vase poreux en porcelaine non complètement cuite.
- La pile de Bunzen ne diffère de la pile de Daniell qu’eri ce que ^ platine est remplacé par du charbon préparé an moyen de poussière de coke et d’une dissolution de matière organique qui, P'lr la chaleur, se décompose et agglutine les diverses parties du c°ke. Le modèle de Storer,même système, est formé de la môme manière, seulement le charbon employé est celui qui se dépose dans les cornues en fer dans lesquelles on distille les substances servent à la fabrication du gaz d’éclairage.
- La pile de Daniell est connue ; l’électrode négatif est toujours zinc: il plonge dans de l’eau ou salée, ou acidulée, ou même dans l’eau ordinaire. Son électrode positif est une lame de cuivre plongeant dans du sulfate de cuivre ; ce dernier est ordinairement mis dans un vase poreux de matière quelconque. On peut faire 1 inverse et mettre le zinc et son liquide dans le vase poreux. La nature du vase poreux n’influe pas sur la force électro-motrice ; die n’agit que sur la résistance de la pile et sur la durée d action a in régularité du couple.
- La pile de Smée se compose de deux lames, l’une de zinc amalgamé, l’autre de platine platiné ou d’argent platiné, plon-8eant toutes deux dans de l’acide sulfurique dilué. On appelle platine platiné ou argent platiné une lame de platine ou d’argent SUr laquelle on a fait déposer du platine en poudre : les aspérités (le cette poudre facilitent le dégagement de l’hydrogène, et empêchent que l’électrode positif ne se recouvre d’une couche de §az qu^ noug pavons VUî est préjudiciable à la constance de la Phe : c’est ce que l’on appelle la polarisation des lajnes.
- La pile de Wollaston se compose uniquement de deux lames hc métal plongeant dans de l’eau acidulée; celle dont nous don-nons la force électro-motrice avait pour électrode négatif une
- ^ame de platine.
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- Force électro-motrice de la pile de Grove.................. 8'25
- — — — Bunzen (Deieuil).... 83Ü
- — — — Bunzen (Storer) ..... Tfi
- — — — Daniell................ il A
- — — — Smée...................... 21®
- — — — Wollaston................. 208
- § 111.
- APPLICATION DES PILES A LA TÉLÉGRAPHIE.
- La seule pile dont se sert en ce moment l'administration fraii' cuise des lignes télégraphiques, est la pile de Daniell. La la# de zinc n’est pas amalgamée ; on a trouvé que la constance efl était suffisante sans se donner les embarras de cette préparation' Le vase poreux est en porcelaine dégourdie ; on y plonge les c# vres de chaque couple. Cette lame de cuivre, soudée au zinc coi1' respondant, est quelquefois garnie d’une petite cuvette en cuivi'e et percée de trous dans laquelle on met les cristaux de sulfate cuivre qui doivent entretenir la dissolution de ce sel à l’état ^ saturation complète. Les électrodes de la pile sont de petites laii# de cuivre que l’on fait plonger dans le vase poreux auquel ot> veut établir le fractionnement de la pile. La pile est ordinai# inent ainsi fractionnée en trois parties. Si la pile se compose trente éléments, on la divisera souvent en vingt, vingt-cinq et tre# éléments : dans ce cas, on mettra une première plaque de ciiivff dans le vingtième vase poreux, une deuxième dans le vingt-cB1' quième et la dernière dans le trentième, si c’est le pôle zinc q1*1 communique avec la terre. Si c’était le pôle cuivre qui fut à ^
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- terre, il faudrait mettre ces plaques respectivement dans le vingt et unième, vingt-sixième, trente et unième. On met de 1 eau 01-dinaire dans le vase en verre où plonge le zinc, et qui contient le couple complet.
- Lu pile étant ainsi disposée, le vase poreux ne tarde pas à s imprégner de liquide, et le courant peut être établi. Toutefois, pendant les premières heures, le zinc n’est en contact qu avec de leuu: aussi le courant qui doit traverser ce liquide y éprouve-t-il une grande résistance; c’est là la cause de la faiblesse des piles nouvellement préparées. Au bout d’un certain temps, le sulfate do cuivre du vase poreux le traverse et vient se mettre en con-luct avec le zinc ; il est décomposé par ce métal et dépose sur lui dos parcelles de cuivre, en même temps qu’il sature 1 eau de sul-Lùe de cuivre et finit par la rendre meilleure conductrice de 1 é-
- lectricité.
- Si l’on veut avoir une pile qui soit immédiatement en état de fonctionner, il faut mettre, dès la veille, les vases poreux dans do 1 eau salée avec du sel de cuisine, pour qu’ils s en imprègnent, e! remplir de cette dissolution les vases en verre dans lesquels °n fait plonger les zincs. Par ce moyen, la pile sera en état de fonctionner aussitôt qu’elle sera montée.
- Les vases poreux doivent avoir uu degré déterminé de poio Trop peu poreux, ils offrent au courant une trop grande renfonce, par suite de la ténuité des filets liquides qui établissent, es communications entre les liquides du vase poreux et du vase on \erre. S’ils sont trop poreux, ils laissent trop facilement s éta for le mélange des deux liquides. D’une part, il y a rapide usure dos cristaux de sulfate destinés à entretenir le liquide du vase jforeux à l’état de saturation; d’autre part, le zinc décomposant e sulfate qui a pénétré dans le vase en verre, sans pour cela que a pile soit en activité, il se dépose sur ce métal une boue rou 8entre, mélange de parcelles de cuivre, d’oxyde de cuivre et de Sulfate de zinc. Ces parcelles de cuivre font que le zinc, lui aussi,
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- se dissout continuellement sans utilité pour la production du courant. Un moyen facile de reconnaître si un vase est suffisant ment poreux consiste à appliquer la langue contre lui quand il est sec: la langue s'attache légèrement, par suite de la succion du liquide opérée par le vase poreux ; on dit que la langue happe-Cet effet n’aura plus lieu si le vase n’est pas suffisamment poreux. On devra rejeter ceux qui n’auront pas assez de porosité-On devra également rejeter ceux qui en présenteraient une trop grande, ce que l’on reconnaîtra à l’usure rapide des cristaux de sulfate déposés sur la cuvette du cuivre, ou à la rapidité de la décoloration de la dissolution de sulfate de cuivre, quand le vase poreux ne renfermera pas de cristaux de sulfate de cuivre en excès.
- Les vases poreux, avec le temps, se couvrent de petits mamelons de cuivre très-pur, qui nuisent à la force de la pile et qui, avec le temps, mettent les vases poreux tout à fait hors de service. Ce sont des parcelles de substances solides conductrices que renfprme la pâte du vase poreux qui établissent une communication électrique entre les deux liquides; alors l’hydrogène, dégagé dans le liquide du vase en verre, au lieu de traverser le vase poreux, vient se déposer contre la face extérieure de cette parcelle conductrice, en même temps qu’elle l’électrise positivement : ainsi électrisée, elle décompose le sulfate de cuivre du vase poreux; quant à l’hydrogène déposé sur la face extérieure, il décompose, comme le zinc, le sulfate de cuivre qui a p métré dans le vase en verre et se couvre de cuivre. Cet effet ayant lieu sans cesse, le mamelon se forme et va toujours en grossissant. H faut donc que les vases poreux soient faits avec de l’argile très-pure qui ne contienne pas de pyrites, ce qui, malheureusement, a lieu très-fréquemment.
- Les cuivres se rongent fréquemment à la surface du liquide dans lequel ils plongent; cet effet provient de la dissolution de l’oxygène de Fuir par ce liquide, oxygène qui, alors, attaque le
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- cuivre et le ronge. Il faut donc bien avoir soin de remplacer les cuivres quand cet effet a eu lieu, sans quoi la pile cesserait de fonctionner. La soudure des queues de cuivre avec les zincs se détruit aussi promptement, surtout si cette soudure plonge dans Ie liquide; car, alors, en ce point, il se forme un couple voltaïque dans lequel le zinc se dissout promptement.
- Les vases en verre dans lesquels plongent les zincs se cassent très-facilement par des changements brusques de température ; il suffit souvent d’ouvrir une porte pour entendre un ou plusieurs vases en verre se fendre avec un bruit sec très-connu. Ces accidents viennent de ce que ces vases ne sont pas bien recuits ; c’est un défaut qui doit être imputé au fabricant. Quand on fabrique un vase quelconque en verre, on souffle une boule à laquelle on donne la forme voulue, soit à la main, soit au moyen d un moule; dans ces opérations, la surface extérieure du verre, en contact soit avec l’air froid du dehors, soit avec le moule, se solidifie avant la surface intérieure, qui, alors, ne pouvant plus se contracter librement, a ses molécules dans une position forcée ; c’est une espèce d’équilibre instable que la moindre circonstance extérieure, un refroidissement inégal dans les parties du verre suffit pour rompre, et alors le vase se brise. Ces vases doivent donc être recuits avec soin, ce qui, malheureusement, a lieu rarement.
- Il est aussi nécessaire pour le bon état des piles que le sulfate de cuivre employé soit très-pur. Ordinairement, ce produit renferme du sulfate de fer qui peut donner des dépôts de fer et d’oxyde de fer sur le zinc, Pour reconnaître si une dissolution de sulfate de cuivre en renferme, il faut ajouter en excès une dissolution d’un sel appelé cyanure jaune de potassium. Avec un sel de cuivre fiui ne contient pas de fer, le mélange est brun rougeâtre; s’il y a du fer, cette teinte se trouve altérée par la présence du bleu de Prusse. '
- Nous avons vu que la présence du sulfate de cuivre dans le li-
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- quide où se trouve le zinc était nuisible à la constance de la pile et à la durée de ses éléments. L'introduction de ce sel n’a pas lieu seulement à travers le vase poreux, mais encore par-dessus ses bords, sous forme d’efflorescence. Quand un corps poreux plonge dans un liquide, le liquide monte dans ce corps au-dessus de son niveau; mais, alors, au-dessus du liquide, il offre une grande surface à l’air ambiant, il se dessèche et laisse déposer une couche du sel qu’il tient en dissolution, et cette couche va sans cesse en augmentant. Pour détruire cet effet, on a essayé de vernir la par* tie supérieure du vase poreux ; mais, tout en retardant le dépôt d’efflorescence cristalline, ce vernis ne l’arrête pas complètement, à cause de l’attraction que les substances vitreuses exercent sur les liquides, action qui les fait monter le long des parois : aussi faut-il avoir soin d’enlever ces efflorescences quand elles se forment. On peut encore retarder le développement de ce dépôt en graissant avec du suif la partie vernie du vase poreux, ce qui détruit l’action des substances vitreuses sur les liquides.
- Quel est le nombre d’éléments de pile dont on doit se servir? Cette question ne peut être résolue d’une manière absolue, car on risquerait d’employer un nombre d’éléments trop considérable pour pouvoir être employés pratiquement. En effet, nous avons vu que la force électro-motrice d’une pile était égale à la force électro-motrice d’un élément multipliée par le nombre des éléments :
- E — ne.
- E représentant la force électro-motrice de la pile, e celle d’un élément et n le nombre de ces éléments. La même loi existe pour les résistances, et on a :
- R r.
- H étant la résistance de la pile, r celle d’un élément et n toujours le nombre de ces éléments. Quant à l’intensité du courant fourni par cette pile, si elle a à vaincre de la part du conducteur la résistance L, on aura, en appelant I l’intensité du courant :
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- j___ ne
- n r L
- On voit par là que I va toujours en croissant avec n, car le Numérateur croit plus que le dénominateur ; mais à mesure que n devient plus grand, son augmentation influe de moins en moins Sur l’accroissement de I, à partir d’une certaine limite ; il sert °nc peu d’augmenter le nombre des éléments. Mais alors il reste une autre ressource, c’est de diminuer la résistance de ces •déments en augmentant leur hauteur. Si nous supposons que Cette hauteur.augmente avec le nombre des éléments, la résistée de la pile reste constante ; car si r est la résistance d’un •dément, en doublant sa hauteur et prenant une pile de deux de ces déments, la résistance de chacun d’eux est diminuée de moitié,
- on est—et la résistance de la pile est de 2-^-=r. De même pour trois éléments trois fois plus hauts, elle serait 3 ~ = r, et
- amsi de suite. Dans ce cas, l’intensité du courant fourni par n •déments n fois plus hauts ou n fois moins résistants serait :
- j___ ne
- ~ r 4. L
- G est-à-dire que celte intensité serait proportionnelle au nom-le des éléments. D’où résulte cette loi : si la hauteur des éléments employés croit avec le nombre des éléments, l’intensité ( u c°urant est proportionnelle au nombre des éléments.
- Nous avons vu qu’en accouplant m éléments, zinc avec zinc, Enivre avec cuivre, ou en réunissant m piles d’un même nombre éléments n, le résultat était le môme que si on multipliait la •auteur des éléments par m; donc, des éléments étant donnés, P°ur avoir une intensité de courant proportionnelle à w, il faudra Prendre n piles de n éléments accouplés par leurs pôles sem-
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- On peut se poser une nouvelle question: étant donnée une hauteur II de zinc, combien d’éléments faudra-t-il faire avec ce zinc pour avoir le courant le plus grand possible ? Si n est ce nombre d’éléments, R étant la résistance de l’élément qui a
- une hauteur H, la résistance d’un de ces éléments de hauteur-^-
- sera wRet la résistance desw éléments seraw X»XR = »’R; donc l’intensité du courant sera :
- j___ ne
- ~»2R4-L
- Or le calcul indique que pour que cette quantité soit la plus grande possible, il faut que ns R =L, c’est-à-dire que la résistance de la pile soit égale à la résistance que l’on doit vaincre.
- Je vais terminer en indiquant les noms des diverses parties d’une pile.
- L’élément ou couple est l’ensemble des pièces qui fournissent le courant.
- Une pile est la réunion de plusieurs éléments qui peuvent être reliés en surface ou en force ; en surface, quand ils sont réunis par leurs extrémités semblables; en force, quand ce sont leurs extrémités dissemblables.
- Les pôles d’une pile sont les plaques extrêmes.
- t
- Les électrodes sont les fils attachés aux pôles.
- Errata du cahier précédent :
- Page 8, ligne 20 : hydrogène a été mis pour oxigène. il, — 19 : mis — pour unis.
- 16, — 15 : rotation — pour notation.
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- CHAPITRE II.
- DES COURANTS ÉLECTRIQUES.
- Ier.
- actions magnétiques des courants, leur mesure.
- Lorsque les deux pôles d’une pile sont réunis au moyen de certains corps, tels que les métaux, beaucoup de sulfides ou sul-res> certains charbons, les électricités de nom contraire développées aux pôles de la pile se réunissent par l’intermédiaire de Ces c°rps pour reformer le fluide neutre ; ces corps sont alors 8aQs cesse traversés par un flux d’électricité positive et négative : c est ce qui constitue le courant électrique. Il y a donc un dou-Lle courant, courant d’électricité négative qui part du pôle néga-^ pour se rendre au pôle positif, et réciproquement courant électricité positive qui va du pôle positif au négatif. Ces deux c°urants sont de sens contraire ; c’est le dernier, c’est-à-dire le jurant d’électricité positive, qui, par son sens, détermine celui u durant total. Donner un sens au courant total ne veut pas re autre chose que déterminer sur une direction donnée la Position relative des deux pôles de la pile.
- Certains corps jouissent de la propriété d’attirer la limaille ou s morceaux de fer; ces corps sont ce que l’on appelle des aiQiants. Les uns sont naturels, ce sont des oxydes de fer ; les autres sont artificiels ; on les produit avec de l’acier au moyen
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- CUIRS PRATIQUE.
- de divers procédés qui sont indiqués dans la partie théorique du cours. Si l’on donne à un aimant la forme d’une tige ou bar' reau, et qu’on le suspende par sou centre de gravité, c’est-à-dire par le point autour duquel le barreau sollicité par sa pesanteur seule serait en équilibre quelle que soit sa position, on verra ce1 aimant se diriger à' peu près du nord au sud. Si l’on prend un second barreau et que l’on fasse la môme expérience, en ayafl1 soin de marquer dans la première opération, comme dans b seconde, du signe — le côté qui se dirige vers le nord et par le signe -j- celui qui se dirige vers le sud, on verra les deu* bouts de même signe se repousser, et ceux de signe contrait s’attirer quand les deux barreaux seront mis à proximité suffi' santé l’un de l’autre. De ces expériences on conclut que ces bat' ^ reaux ont deux centres d’action ou pôles jouissant de propriété5 contraires, ou bien, si l’on veut, ont deux pôles différents ; on e® conclut aussi que la terre peut être considérée comme un aimaU1 ayant aussi deux pôles, l’un placé à peu près au nord et l’autr5 à peu près au sud. On donne à l’un le nom de pôle sud, eta l’autre le nom de pôle nord. Comme les pôles de même natu^ se repoussent et que ceux de nature contraire s’attirent, le p<$ d’un barreau qui est attiré par le pôle nord de la terre sera ^ pôle sud du barreau, et réciproquement le pôle nord du barrea11 sera celui qui se dirigera vers le pôle sud ou austral du glo^ terrestre. La ligne qui joint les pôles d’un aimant est son a*e magnétique ; tout plan passant par l’axe est un méridien magné' tique ; tout plan perpendiculaire à cet axe est un parallèle, le parallèle situé à égale distance des deux pôles est le pl^ équatorial. On peut alors admettre pour le barreau, comme po^ la terre, un orient et un occident, de même qu’il y a un nordet un sud. On détermine l’orient et l’occident de l’aiguille eu ^ plaçant verticalement devant soi, le nord en haut et le sud eI1 bas; l’orient est à droite et l’occident à gauche.
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- Lorsqu’un aimant attire un morceau de fer, il détermine dans ce métal une séparation des forces magnétiques contraires qui à état naturel sont réunies et s’annulent ; le magnétisme nord ou ^réal est repoussé par le pôle nord et attiré par le pôle sud ; également le magnétisme sud ou austral est attiré par le pôle Q°rd et repoussé par le pôle sud. La présence d’un aimant en regard d’un morceau de fer détermine donc dans ce dernier (*eux centres d’actions magnétiques contraires ou pôles dont la Position dépend et de la forme du fer soumis à l’action de l’ai-^ant et de la position relative des pôles de ce dernier. Quand deu* aimants placés en présence ne peuvent modifier leur Magnétisme réciproque, les actions attractives et répulsives ont Leu suivant la loi habituelle des actions naturelles, c’est-à-dire ei* raison directe des forces mises en présence et en raison inverse du carré des distances. Mais s’il peut y avoir modification du Magnétisme de tous deux ou même de l’un d’eux, comme cela a Leu lorsqu’on fait agir un aimant sur du fer doux, la loi est beaucoup plus compliquée et dépend de l’intensité magnétise, de la forme et de la nature magnétique des corps mis en Présence.
- Oersted a découvert l’action réciproque qu’un courant électrise et un barreau aimanté exercent l’un sur l’autre. Si le cou-rant a la forme d’une portion de ligne droite, le barreau aimanté teôdra à occuper une position perpendiculaire au courant, de Manière que les pôles soient placés de telle sorte que le courant Marche de l’orient du barreau à son occident, ou de gauche à droite si le pôle nord est considéré comme la tête de l’aimant et ^ pôle sud comme le pied. De là résulte donc que si la position 1 Native du courant et celle de l’aiguille restent les mêmes, mais Se le sens du premier soit renversé, l’action réciproque ne changera ni de direction ni d’intensité, mais seulement de sens. Il en
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- serait de même si, le courant ne changeant pas, le barreau aval1 ses pôles renversés. Gomme conséquence de ces deux lois,résuUe la permanence de celte action en grandeur, direction et senSi bien que le courant change de direction, pourvu qu’en mêifl® temps l’aiguille ait ses pôles renversés.
- De la loi qui régit cette action réciproque du courant rectili' gne et de l’aiguille aimantée mobile dans un plan parallèle an courant, résulte encore l’égalité de l’action en grandeur et efl direction, et la similitude de son sens pour deux courants qtfi occupent une position symétrique en dessus et en dessous du plan dans lequel se meut l’aiguille. D’où l’on voit que si, comme l’indique la figure ci-jointe, où les flèches indiquent le sens du courant, on replie le conducteur au-dessous de l’aiguille, l’action
- Figure 2.
- du courant sera double de ce qu’elle eût été si le courant n’efd passé qu’en dessous ou en dessus; et que si l’on entoure ainsi l’aiguille plusieurs fois, comme dans la fig. 3, on pourra consi'
- Figure h.
- dérer l’action totale comme proportionnelle au nombre de cif' convolutions que le courant fait autour de l’aiguille. Tel est Ie principe sur lequel est basée la construction des divers appareils qui servent à mesurer les courants au moyen de l’action qu’ils
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- bercent sur l’aiguille aimantée. Cette disposition a pour but de Multiplier cette action de façon à la rendre appréciable quelque foible qu’elle soit.
- L action d’un courant rectiligne sur une aiguille qui ne lui est PQs parallèle varie avec l’angle qu’ils font entre eux ; la loi en est assez compliquée : aussi, à moins d’avoir d’avance une table qui ^°une les valeurs correspondant à chaque angle, doit-on faire en Sorte d’établir le parallélisme de l’aiguille et du courant, ou au Moins d’en rendre l’angle constant, afin d’obtenir la constance de action magnétique elle-même. Quand une aiguille horizontale est laissée libre de toute action de courant, elle prend une direc-*l°n qui lui est imprimée par l’action magnétique du globe tertre ; cette direction est celle du méridien magnétique du lieu °u se trouve l’aiguille : si un courant agit sur cette aiguille de Manière à lui faire abandonner cette direction, l’aiguille s’armera quand il y aura équilibre entre l’action directrice de la terre et l’action directrice du courant. Quand l’aiguille est dans
- méridien magnétique, la composante de l’action terrestre diri-§ee perpendiculairement à l’aiguille, c’est-à-dire la seule suscep-bble de la faire mouvoir, est nulle, et à mesure que l’aiguille 8écarte de cette position, cette composante augmente et cela Proportionnellement au sinus de l’angle de déviation ; enfin Çuand cet angle devient égal à 90’, la force directrice de la *erre agit tout entière pour ramener l’aiguille à sa position Méridienne (1). 11 résulte de là que la force déviatrice du cou- 1
- (1) Si l’on prend un point M, par exemple, sur un des côtés AB d’un angle BAC, ce point est distant du sommet A de l’angle d’une longueur MA : pour mesurer la distance de ce C même point au côté opposé AC, on abaisse
- A
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- rant qui fait équilibre à la force directrice de la terre sera proportionnelle au sinus de la déviation ; mais cette force déviatrice n’est proportionnelle elle-même à l’intensité du courant qu’au-tant que le courant est ramené à avoir, par rapport à l’aiguille, une position constante, comme elle a lieu dans les appareil® nommés boussoles de sinus.
- Il existe donc pour mesurer les courants deux espèces d’appareils employés en télégraphie. Ils sont désignés dans la nomenclature sous le nom de boussoles de sinus et de galvanomètres. Nous en donnerons la description dans ce paragraphe.
- une perpendiculaire MP, dont la longueur mesure cette distance. Le rapport MP
- de ces deux distances est constant pour tous les points du côté AB ;
- c’est encore le même rapport qui existe entre les distances des divers points du côté AC au sommet d’une part, et au côté AB de l’autre. Ce rapport, constant pour tous les points des deux côtés de l’angle, est caractéristique de cet angle, c’est-à-dire que ce rapport étant donné, l’angle se trouve déterminé par cela même, on le nomme sinus de cet angle. Le sinus sera ég&* à la perpendiculaire MP, quand la distance AM est égale à l’unité. Ainsi, Ie sinus est, soit le rapport des distances des points d’un côté de l’angle au sommet d’une part, et à l’autre côté de l’autre, soit la perpendiculaire abaissée sur le côté opposé d’un point pris sur l’autre côté, à une distance du sommet égale à l’unité.
- La circonférence du cercle se divise en 360 parties appelées degrés, qul mesurent la 360e partie de quatre angles droits ; c’est un petit angle qui porte aussi le nom de degré. Un angle droit a 90°. Le degré se divise en 60 par-ties ou minutes, qui se marquent par une ' placée à droite du nomb. c des minutes qu’on veut désigner. La minute se divise en 60 secondes, dont le sig°e est
- Il existe des tables qui donnent les sinus des divers angles, et réciproquement les angles correspondant aux divers sinus. Les sinus et les aie* eu angles peuvent, sans erreur sensible pour les opérations télégraphiques, être pris leis uns pour les autres jusqu’aux 30 premiers degrés.
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- ^es premières donnent les sinus de l’intensité du courant, et les Sec°nds ne donnent ces intensités qu’au moyen de tables.
- La boussole des sinus se compose d’une bobine de forme aplanie à laquelle on donne le nom de cadre. Le fil recouvert de 8°ie s’enroule autour du cadre, et l’aiguille aimantée se place dans la fente allongée qui existe au milieu de la bobine. Au ceotre de l’aiguille est une crapaudine en agate, qui lui permet
- tourner autour d’une pointe en acier. Cette pointe se trouve fixée au centre du cadre. L’aiguille aimantée est cachée par le Cadre : aussi, afin d'apprécier sa position, on a été obligé d’y fixer
- Figure h.
- Ul‘e aiguille perpendiculaire en cuivre que l’on appelle aiguille Cicatrice. Le cadre est fixé sur un plateau circulaire mobile au-l°ur de son centre ; il porte un repère R qui sert à ramener le cadre dans une position fixe par rapport à l’aiguille, et une pointe er> cuivre qui sert d’indicateur. Ce plateau tourne au moyen d’un aXe dans une cavité circulaire pratiquée dans un second plateau sert de support à l’appareil ; le bord intérieur de la cavité Pratiquée dans ce support est divisé en degrés, et la pointe qui sert d’indicateur au premier plateau vient indiquer par sa posi-
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- tion sur ces diverses divisions le nombre de degrés dont ce plateau a été tourné. Un petit bouton fixé sur le premier plateau permet de le faire tourner à la main. Enfin, trois vis calantes V, fixées à un trépied, permettent de mettre l’appareil de niveau.
- Quand on se sert de cet appareil, le premier soin à prendre est de l’orienter, c’est-à-dire de le fixer dans une position telle, que le courant ne passant pas, l’aiguille indicatrice se trouve au-dessus du repère, et l’indicateur au 0° des divisions. On commence par tourner, au moyen du bouton B, le premier plateau à la main, de façon à remplir cette dernière condition. On prend ensuite le plateau extérieur avec les deux mains, et on le fait tourner jusqu’à ce que l’aiguille indicatrice soit à peu près sur son repère : on pose alors la boussole sur la table et, au moyen des vis calantes, on la met de niveau de manière que l’aiguille soit bien parallèle aux faces horizontales du cadre, et ait par cela même toute la mobilité qu’elle peut avoir. On achève alors l’orientation de la boussole en la tournant avec les mains, et on rétablit la stabilité, si elle a été un peu altérée, par le moyen des vis calantes. Pour mesurer un courant, on rompt le circuit et on introduit les deux électrodes que fournit cette rupture dans deux boutons que n’indique pas la fig. 4, et qui communiquent avec les extrémités du fil de la boussole. Le courant passant dans ce fil, dévie l’aiguille aimantée, et par suite l’aiguille indicatrice, qui quitte son repère. On fait alors tourner le cadre et le plateau intérieur au moyen du bouton B, jusqu’à ce que le repère soit de nouveau venu se placer sous l’aiguille indicatrice ; alors la déviation indiquée par l’indicateur du plateau I se trouve être ceHe de l’aiguille, et son sinus est proportionnel à la force avec laquelle le courant a dévié l’aiguille du méridien magnétique ; car cette force fait équilibre à celle avec laquelle l’action terrestre tend à faire tourner l’aiguille, et nous avons vu qu’elle est ] roportionnelle au
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- SlQus de la déviation de cette aiguille. Gomme le cadre occupe Ulle position constante par rapport à l’aiguille, quand on mesure k déviation, il en résulte que la seule chose qui fasse varier l’ac-d°n du courant sur l’aiguille est son intensité. L’intensité du ^rant lui-même est donc proportionnelle au sinus de la dévia-d°Q. Il est à remarquer que le magnétisme de l’aiguille aiman-Peut varier sans que les indications de la boussole cessent eire exactes. En effet, si d’une part l’action terrestre est proportionnelle au magnétisme de l’aiguille, de l’autre, l’action du c°urant est également proportionnelle à cette quantité : donc, si Ces deux actions se faisaient primitivement équilibre, elles conflueront à le faire après que le magnétisme de l’aiguille aura ehangé.
- Dans les galvanomètres il n’y a pas de plateau ; le cadre est posé directement sur le plateau fixe, et l’aiguille indicatrice, en Se plaçant sur les divisions qui y sont tracées, indique elle-même ta déviation. Mais le cadre n’occupe pas une position constante Par rapport à l’aiguille déviée, en sorte que l’action du courant ^arie avec la déviation. La loi qui détermine la relation entre
- densité du courant et la déviation produite est très-compli-^e ; néanmoins pour les vingt premiers degrés il y a proportionnalité entre l’angle de déviation et l’intensité du courant; au delà de vingt degrés, il faut construire une table qui donne l’intensité correspondante à chaque degré. Voici comment on peut établir cette table : on fait passer un môme courant variable, à ta volonté de l’opérateur, dans une boussole de sinus et dans le galvanomètre ; on note en regard les uns des autres les degrés obtenus dans les deux appareils, et comme ceux de la boussole donnent par leurs sinus les intensités du courant variable, on a
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- 1 regard les degrés du galvanomètre et les intensités correspondantes du courant. Cette opération peut se faire sans l’interven-
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- tion d’une boussole de sinus et au moyen du galvanomètre lui-même ; c’est en outre un moyen peu commode, il est vrai, mais praticable, de faire servir le galvanomètre comme boussole de sinus.
- Supposons qu’au lieu d’orienter le galvanomètre, c’est-à-dire de le tourner de façon que l’aiguille soit au zéro pendant que le courant ne passe pas, on l’oriente pendant le passage du courant ; le courant agissant dans une position fixe par rapport à l’aiguille, est proportionnel à cette action, qui contre-balance celle de la terre sur l’aiguille aimantée ; or, comme cette dernière est proportionnelle au sinus de l’angle dont l’aiguille a été déviée par rapport au méridien, il s’ensuit que l’intensité du courant sera proportionnelle au sinus de cet angle qu’il s’agit d’évaluer. Cet angle s’évalue facilement, car il suffit d’interrom * pre le courant pour que l’aiguille reprenne la position méridienne, et alors on lira, sur le cercle divisé, l’angle existant entre cette position de l’aiguille non influencée par le courant et celle qu’elle avait quand le courant agissait. On voit donc que pour faire servir le galvanomètre de boussole de sinus, il suffira de faire l’inverse de ce qui se fait habituellement, c’est-à-dire d’orienter la boussole quand le courant passe, et de lire la déviation quand il n’existe plus. Pour graduer le galvanomètre, on voit qu’il suffira donc d’avoir un courant dont la variation ne dépende que de la volonté de celui qui opère, de le faire passer à diverses intensités dans le galvanomètre, et de le mesurer en se servant successivement de cet instrument comme boussole de sinus et comme galvanomètre. Une telle opération peut être utile dans certains cas. Dans les galvanomètres, l’action du courant et celle de la terre sur l’aiguille étant toutes deux proportionnelles à l’intensité du magnétisme de cette dernière, les variations de cette force n’ont pas d’influence sur la mesure du courant.
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- Au lieu d’avoir un galvanomètre horizontal, on le met quelquefois verticalement, comme cela a lieu dans le galvanomètre
- Reid; dans ce cas on augmente beaucoup l’action du courant Sur l’aiguille en multipliant le nombre des tours que le fil conducteur fait sur le cadre, et on remplace l’action terrestre, qui serait trop faible, soit par un petit aimant fixe qui agit sur l’ai -§uille, soit par un léger contre-poids. Ces dispositions ne permettent pas de se servir du galvanomètre comme de boussole de Slnus, et leurs tables d’intensité 11e peuvent être établies qu’au moyen d’une deuxième boussole. De plus, dans le galvanomètre a contre-poids, la variation d’intensité du magnétisme a une mfluence marquée sur les résultats qu’on obtient ; caria force de raPpel de l’aiguille étant un contre-poids est constante, tandis que l’action du courant est proportionnelle au magnétisme de 1 mguille; c’est un très-grave inconvénient, vu qu’il est impossible d avoir des aiguilles dont le magnétisme ne varie pas. Du reste, *es galvanomètres ne' sont guère employés dans les postes que comme galvanoscopes, c’est-à-dire comme des instruments destinés a constater le passage du courant sans en indiquer l’intensité 0tl au moins en ne l’indiquant que d’une manière très-peu exacte.
- Reux galvanomètres ou deux boussoles de sinus ne donneront lu même déviation pour le même courant qu’autant qu’ils seront construits dans des conditions exactement pareilles'; c’est ce que l°n s’efforce de faire dans les appareils des postes-,' et comme d ailleurs ils n’ontpas besoin d’être d’une exactitude très-rigoureuse, 011 peut assez facilement remplir cette condition. Mais si les indi-cations à transmettre sont données par un instrument dont la construction n’est pas faite d’après les dimensions réglementaires, °u si l’on veut avoir une grande approximation, auquel cas les aPpareils ne peuvent être construits de dimensious suffisamment
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- semblables pour que les indications qu’ils donnent soient identiques, il devient nécessaire de les comparer à un appareil qui donne, quelles que soient ses dimensions, des indications toujours les mêmes. Cet appareil est le voltamètre dont nous avons parlé; le courant est employé à décomposer un composé chimique, et c’est la quantité du corps ainsi décomposé dans un temps déterminé qui donne l’intensité du courant. Le voltamètre employé à cet usage est celui dans lequel les deux électrodes sont deux lames de cuivre, et l’électrolyte ou le corps décomposé est une dissolution saturée de sulfate de cuivre. L’un des électrodes se dissout et du cuivre se dépose sur l’autre : l’accroissement eh poids de ce dernier, pendant l’unité de temps qui est égal à la perte de l’autre, mesure l’intensité du courant qui passe. On prend ordinairement pour unité de courant celui pour lequel un gramme de cuivre est pendant une minute la perte subie par un des électrodes et le gain fait par l’autre. Pour étalonner un appareil destiné à mesurer un courant ou rhéomètre, on fait passer un courant d’intensité convenable à travers cet instrument et un voltamètre à sulfate de cuivre, et on le maintient constant pendant un temps suffisamment long, évalué en minutes. D’une part, le rhéomètre indiquera pour le courant une intensité I en unités à lui propres, d’autre part la perte ou le gain d’un électrode sera P
- p
- en grammes : - sera l’intensité du courant en unité indiquée plus
- v
- haut, d’où ï sera le coefficient du rhéomètre en question, c’est-
- i
- à dire qu’il faudra multiplier par ce coefficient les nombres qu’il donne pour avoir l’intensité du courant en unité conventionnelle généralement adoptée pour les courants électriques.
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- § 2.
- L0IS DES COURANTS ÉLECTRIQUES - DISTRIBUTEURS ET RÉGULATEURS DES COURANTS ÉLECTRIQUES.
- L’intensité de courant que fournit une pile donnée diminue avec la longueur d’un même fil de section constante que doit par-courir ce courant. Ce fait se remarque facilement en intercalant une Loussole dans le circuit. On remarque, en outre, que cette intensité esteü raison inverse de la longueur du fil qu’on lui donne à parcou-nr» augmentée d’une quantité constante : on peut admettre que chaque partie du fil offre la même résistance et que toutes ces ré-Slstances s’ajoutent entre elles, en sorte que la résistance qu'un & oppose au courant est proportionnelle à sa longueur. La quanta constante à ajouter à la résistance du fil, pour avoir une quantité ^Ul soit en raison inverse de l’intensité du courant, est alors la distance des diverses parties autres que le fil en question et qui instituent le circuit.
- Lu fil d’une longueur donnée et d’une section ou grosseur également donnée, peut être remplacé par un fil de même nature, même longueur et de même section, mais de forme différente, sans que le courant change d’intensité. La forme de la section ^ un fil conducteur n'a donc aucune influence sur la résistance yu il oppose au courant.
- Ln fil d’une section donnée et de longueur donnée peut, sans (ïUll y ait changement dans le courant, être remplacé par un fil même nature, mais de section différente, pourvu que la lon-Smmr soit avec celle du premier fil dans le même rapport que ks sections; d’où résulte que la résistance qu’oppose un fil au passage du courant est en raison inverse de la section.
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- On peut remplacer un fil d’une certaine nature par un fil de nature différente, pourvu que les rapports de la longueur à la section soient pour les deux fils en une proportion détermi' née par la nature des deux conducteurs. La résistance d'un fil aux courants électriques dépend donc de sa nature.
- En prenant pour unité la résistance qu’offre un fil de nature donnée, on a pu comparer entre elles les résistances offertes par la nature du conducteur ; on a ainsi obtenu les résultats suivants :
- Argent .... 100,000
- Cuivre .... 91,439
- Platine .... 8,147
- Laiton .... 4,483
- Fer .... 12,246
- Plomb .... 10,547
- Si nous appelons s la section du fil, / sa longueur, r son coef' ficient de résistance dépendant de sa nature, on aura pour la valeur R de sa résistance.
- On compare ordinairement la résistance d’un fil à celle d’un autre fil de nature, de longueur et de dimensions fixées conventionnellement et qui sert d’unité. L’unité de résistance adoptée par l’administration télégraphique est le kilomètre du fil de fer de quatre millimètres de diamètre. L’unité la plus convenable pour les recherches scientifiques serait celle du mercure, seul métal qu’on puisse obtenir identique à lui-même, et qu’on renfermerait dans un tube calibré. Quand on rapporte ainsi toutes les résistances à celles d’un fil étalon, les longueurs de ce dernier qu> représentent ces résistances en sont appelées les longueurs ré' dvites.
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- On constate, au moyen des boussoles, que lorsque deux conducteurs se présentent au passage d’un courant, il se bifur-QUei et tes portions qui passent dans chacun d’eux sont en r<uson inverse de ces résistances. On peut remplacer, quant à la distance qu'il offre au courant, un conducteur ainsi double dont les longueurs réduites sont h et l2 par un conducteur unique dont la longueur réduite l est donnée par la formule
- < .___ h h
- h + 1%
- U est très-facile de trouver cette formule par le raisonnement ; en effet, le fil de longueur réduite l peut être remplacé par un fil de la nature du fil étalon dont la longueur serait l’unité, et la
- section
- s
- S,_7T
- s étant la section de ce fil étalon, car la longueur réduite d’un tel fil est .
- Si Si
- s
- De même le second fil de longueur réduite l2 peut être remplacé par un fil de longueur l et de section s2 donnée par la
- formule
- S
- Si=T
- fies deux conducteurs ayant même longueur, et la forme de la section n’ayant aucune influence sur la conductibilité, on ne changera rien au courant en réunissant entre eux les deux fils, niais alors sa longueur étant toujours /, sa section sera s{ -f. s2, d où sa longueur réduite sera :
- 1 s S l{l 2
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- Pour trois conducteurs on trouverait toujours que le courant se partage en raison inverse des longueurs réduites de chacun d’eux. Quant à la longueur réduite du tout, elle se trouverait en cherchant la longueur réduite de deux conducteurs, et ensuite la longueur réduite de cette dernière et du dernier conducteur. On trouve ainsi
- l — h h h h h h h -j- h h
- On opérerait de même pour un plus grand nombre de conducteurs.
- Ces lois vont permettre de déterminer la résistance des piles ou d’une portion quelconque du circuit. Cherchons d’abord à déterminer la résistance des conducteurs. De même que l’on a des poids de dimensions diverses pour peser les corps, il faut aussi avoir des résistances connues de diverses grandeurs auxquelles on puisse comparer les résistances inconnues que l’on veut mesurer ; nous allons indiquer comment on peut composer ces résistances étalons. Il faut avoir d’abord le moyen de comparer deux résistances pour voir si elles sont égales entre elles : pour cette opération, une boussole ordinaire suffit, si l’on a une pile suffisamment constante ; on compose un circuit d’une pile, de la boussole et de l’une des résistances, et l’on observe le nombre de degrés que donne la boussole, puis on substitue à la résistance que l’on vient d’intercaler, la deuxième résistance. Si le courant est plus fort dans le deuxième cas que dans le premier, c’est que la deuxième résistance est moindre que la première. Si, au contraire, le courant est plus faible, c’est l’inverse qui a lieu.
- Si la pile n’était pas suffisamment constante et que l’on voulût apporter dans l’opération une grande exactitude, on devrait se servir d’une boussole ou d’un galvanomètre à deux fils
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- ^elon appelle boussole ou galvanomètre différentiel; c’est Uïle boussole ou un galvanomètre fait comme les instruments ordinaires, seulement on entoure le cadre de deux fils exactement semblables, en sorte que le courant a deux boutons eQtrée, un pour chaque fil, et deux boutons de sortie. Gomme Ces deux fils sont enroulés en même temps sur le cadre, deux courants de même sens s’ajouteraient pour agir sur l’aiguille, si deux bouts de fils voisins venaient s’attacher aux deux boutons u entrée. Pour que leurs actions se retranchent l’une de l’autre et que la différence devienne nulle quand les courants sont cpiux, ü faudra attacher les deux bouts voisins, l’un à un bouton entrée, l’autre à un bouton de sortie, de sorte que les courants e uiênie sens auront une marche inverse dans les deux fils, l’un s°rtant par où l’autre entre, et réciproquement.
- boussole étant ainsi constituée, si l’on attache les deux Insistances à essayer, d’une part à un des pôles delà pile, et de autre séparément à chacun des boutons d’entrée de la boussole, autre pôle de la pile, se bifurquant pour se relier aux deux utons de sortie, on voit, d’après la loi qui régit la distribution courant dans les conducteurs bifurqués, que le courant se Partagera entre les deux fils de la boussole en raison inverse des ^stances qu’il aura à vaincre dans chacun des deux parcours.
- mme les deux fils du galvanomètre sont égaux, si l’une des ^stances ajoutées est plus grande que l’autre, le courant qui a traverse sera moindre et l’aiguille sera déviée ; mais si elles S0Qt égales, l’aiguille ne bougera pas. Il faut, pour pouvoir bien ^OQîparer dans ce cas les résistances, qu’elles ne soient pas très-mtes par rapport aux résistances des fils du galvanomètre; c’est P°ur cette raison que l’on construit des galvanomètres différentiels, a §ros et à petits fils.
- Eù effet, si ces résistances étaient trop faibles, les courants se-
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- raient égaux, bien qu’il puisse y avoir une différence du simpl6 au double entre les deux résistances ; car le rapport de de»* quantités ne diffère que peu de l’unité, si la différence des dei^
- termes est faible par rapport à eux ; ainsi : ne diffère
- 1001 1
- Tool ^ue ÏOOÏ’ et cePenrïant quantité ajoutée à 1000 est)
- dans un cas, double de ce qu’elle est dans le second. Avec Ie galvanomètre différentiel, plus la pile sera forte, mieux on aper' cevra les différences des deux résistances, car plus la valeur $ la différence des deux courants sera considérable.
- Au lieu d’employer un galvanomètre différentiel, on peut $ servir d’un appareil que l’on peut construire partout avec quel' ques bouts de fil : c’est le parallélogramme connu sous le nom & Wheatstone.
- Figure 5.
- c
- On plie en forme de parallélogramme, sur une planche, un $ conducteur ABGD, on enlève deux petites portions égales MN, ^ de deux côtés adjacents du parallélogramme et l’on visse an* points A,B,C,D,M,N,P,Q, de petites bornes en cuivre en contai métallique avec le fil. Les bornes G et D servent à fixer les deu* bouts du fil d’un galvanomètre ou d’une boussole que l’on place
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- au centre du parallélogramme ; les deux pôles d’une pile sont Cachés aux boutons A et B, et enfin les deux résistances à com-Parer sont fixées par leurs extrémités, l’une aux boutons M et N, 1 autre aux boutons P et Q. Le courant delà pile partant d’un ^es P^es A, par exemple, pourra suivre quatre voies pour se reüdre au pôle B :
- 1° AG et CB sans traverser la boussole;
- 2° AD et DB, plus les deux résistances placées en MN et PQ, toujours sans traverser la boussole ;
- 3° AG, la boussole, dans le sens GD, DB, plus la résistance Placée en PQ;
- 4° AD, plus la résistance placée en MN, la boussole dans le sens DG, enfin GB.
- Le courant se partagera entre toutes ces voies en raison inverse d0 tours résistances ; les deux premières ne comprennent pas le Llde la boussole , par suite les courants qui les traversent n’agisseiq Pas sur elle; quant aux deux dernières, elles comprennent toutes deux le fil qe ]a boussole, mais les courants qui les traver-serit passent dans ce fil en sens inverse, l’un suivant GD, l’au-
- tre
- suivant DG, et leurs effets se différencient. Les courants qui
- traversent ces deux dernières voies sont en raison inverse de tours résistances. Or les parties AD, DG et CD, DB étant égales, tos seules parties qui peuvent troubler l’équilibre sont les résistées intercalées en MN et PQ ; si donc ces résistances sont égales, la boussole ne bougera pas ; mais si elles sont inégales,
- aiguille en sera déviée dans un sens ou dans l’autre. La gros-Seur des fils et la résistance de la pile n’ont aucune influence Sür la sensibilité de l’appareil ; mais il y a avantage à ce que,
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- pour un même degré de sensibilité de la boussole, son fil soit le moins résistant possible.
- Une fois qu’au moyen de ces appareils on peut reconnaître que deux résistances sont égales, voici comment on construit les unités de résistance. Nous avons dit que l’unité première choisie par l’administration des lignes télégraphiques, était la résistance d’un fil de fer de 4 millimètres de diamètre et d’un kilomètre de longueur; comme il est évident qu’une telle unité n’est pas maniable, on lui substitue du fil de laiton fin entouré de coton et enroulé autour d’une bobine en bois ; on construit des bobines qui ont une résistance de 1 kilomètre, 2 kilomètres, 100 kilomè' très, 1,000 kilomètres. Pour les construire avec exactitude, d faut se servir d’une ligne à 2 fils de fer de 4 millimètres de diamètre et de 500 kilomètres de longueur au moins, en coupant les deux fils de manière à les isoler du reste de la ligne* On les réunit entre eux à 500kilomètres; le circuit dont on a les deux bouts à sa disposition a donc 1,000 kilomètres d’étendue* On prend alors une quantité de fil de laiton, que l’on diminue eu longueur jusqu’à ce que sa résistance, comparée par l’un deS procédés précédents à celle de la ligue, lui soit égale. G’es1 ensuite cette bobine résistante de 1,000 kilomètres qui va servir à construire toutes les autres. On prend un second fil à qui, paï sa comparaison avec la bobine déjà formée, on donne une résiS' tance aussi de 1,000 kilomètres. On réunit ces deux bobine3 bout à bout, de manière que le courant se partage entre les deux: la résistance de ce système n’est que de 500 kilomètres, et sed à construire une bobine qui ait cette résistance; au moyen °e cinq bobines de 500 kilomètres, en les accouplant par deux, paf quatre ou par cinq, on a des résistances de 250, 175, 100 kil°' mètres, et ainsi de suite. 11 est nécessaire, pour l’exactitude da résultat, de partir de la bobine la plus résistante, afin que Ie®
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- erreurs qui se font inévitablement par l’imperfection des instru -ments se trouvent divisées au lieu de s’ajouter.
- Une fois ces bobines de résistances obtenues, voici comment on Procède pour évaluer une résistance quelconque : On forme un Clrcuit composé d’une pile, d’une boussole et de la résistance à évaluer; on augmente ou on diminue le nombre des éléments de ta pile de manière que la boussole marque un nombre de degrés convenable et on note ce nombre de degrés ; puis à cette résistance on substitue des bobines, une de 100 et une de 150 kilomètres ou d’autres, de manière que la boussole ne marque pas des nombres de degrés trop différents les uns des autres. Ces circuits se composent :
- 1° De la résistance de la pile, plus celle de la boussole ;
- 2° De la résistance cherchée ou celle des bobines.
- U y a ainsi deux inconnues : la résistance de la pile et de la boussole y; celle cherchée x, et deux connues, les résistances a et b des deux bobines. Soient m, n, p, les nombres de degrés obtenus par ces trois expériences, on aura, les courants étant en mison inverse des résistances à vaincre,
- : : m : n : p,
- _1_
- P
- La première proportion donne :
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- et la deuxième proportion donne :
- n p d’où x -j- a =
- : (x -f- a) :
- (a — b) p p — x ’
- n ’
- d’où y — a
- n — m p
- ----X— •
- p — x n
- Dans la pratique on peut ordinairemnt négliger la résistance de la pile et celle de la boussole; on peut même, pour les expériences à faire dans les recherches de dérangement, s’arranger pour qu’il en soit toujours ainsi. Si, par exemple, la résistance à évaluer était faible, on accouplerait les éléments en surface comme nous verrons qu’on le fait pour les piles locales; dans ce cas, une simple proportion suffit pour évaluer les résistances. Soit y la résistance cherchée qui, intercalée seule dans le circuit, donne un nombre de degrés m. La bobine de résistance a donnant un nombre n de degrés, on aura, en négligeant les résistances de la boussole et de la pile :
- y : a : :
- m
- an
- m
- Si la boussole était trop sensible pour ces faibles résistances, il faudrait diminuer sa sensibilité en établissant un fil de dérivation convenable entre les deux boutons de la boussole, une partie seulement du courant passerait alors par la boussole.
- Si l’on n’a pas de bobines de résistance pour servir de comparaison, on peut se servir du nombre de degrés que donne habituellement une longueur donnée de ligne intercalée dans le circuit, mais alors on n’aura que des nombres peu approchés, car la pile ne peut avoir beaucoup varié.
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- Cette variation de la pile est, en effet, une cause qui peut empêcher, dans certains cas où l’on veut avoir une grande approximation, de se servir delà méthode précédente; nous indiquerons plus loin comment, au moyen du galvanomètre différentiel ou du Parallélogramme de Wheatstone, on peut éliminer cette cause ^ erreur. Il nous reste à indiquer comment on peut, par la mé-jh°de précédente, évaluer la résistance d’une pile et celle d’une °ussole. La résistance de la boussole s’évalue d’une manière ^ès-simple : on relie les deux boutons de la boussole par un fil e dérivation dont la résistance ne soit pas trop considérable, Par rapport à celle qui est cherchée, ce qui se fait par tâtonne-^ût : on intercale la boussole ainsi modifiée dans un circuit de Srande résistance et dans lequel on fait passer un courant suffisamment fort ; on note le nombre i de degrés donnés par la Ussole, puis on lui enlève la dérivation qui y avait été induite ; on obtient ainsi une nouvelle déviation I plus forte que Première. Comme nous supposons que le circuit a une très-jfande résistance par rapport à la boussole, il en résultera que j0n pourra considérer comme nulle la modification qu’apporte à ^ résistance totale la variation produite par l’enlèvement ou ^établissement de la dérivation. Si, pendant l’expérience, la pile a Pas varié d’intensité, le courant qui traverse le circuit n’aura Pas varié et sera par conséquent constamment représenté par I, 1 étant le courant qui passe dans la boussole, I — i sera celui ^ passe dans le fil dérivateur ; or ces courants sont, comme 11 ^a vu, en raison inverse des résistances qu’ils surmontent ; 0ü aura donc la proportion
- I — i : i :: x : r
- étant la résistance cherchée du fil de la boussole et r la résis-atlCe connue du fil dérivateur, de là résulte
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- ce qui revient à dire que la résistance de la boussole s’obtient en multipliant la résistance du fil dérivateur par le rapport de la différence des deux déviations à celle obtenue dans le second cas, c’est-à-dire une fois la dérivation établie. Le mode d’expé' rimentation sera toujours facile quand on aura à sa disposition une collection complète de bobines de résistance. Il est clair que» si l’on a plusieurs boussoles ou galvanomètres à sa disposition) l’évaluation de la résistance du fil de chacun d’eux se fera connu6 celle des fils ordinaires; le mode précédent suppose que l’on n’3 à sa disposition qu’un seul instrument de mesure du courant.
- La résistance de la boussole une fois connue, rien de pin3 simple que de déterminer la résistance des piles. En formant Ie circuit avec la pile, la boussole, et successivement deux résis' tances convenablement choisies, r' et r", on obtiendra deux $ viations de la boussole i' et i" ; alors, si r est la résistance du $ de la boussole et x la résistance cherchée de la pile, on aur3 pour résistance des deux circuits :
- 1° x -f- r -j- r'
- 1° x -f- r -f- r"
- Or, les courants fournis par une môme pile supposée constat étant en raison inverse des résistances à vaincre, on aura I3 proportion
- *' : i” :: x -f. r -f- r" : x -f- r -f- i* d’où *' — € : r" — r' :: i‘ \ x r r”
- i' ( r” __ r> \
- d’où *= -V- r ' - + n
- ce qui donne la résistance cherchée.
- On peut encore déterminer la résistance des piles sans connais préalablement la résistance de la boussole ; il suffit pour cela rendre la résistance de cette dernière tellement faible qu’on puisS<:
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- considérer comme nulle, sans pour cela dépasser le nombre convenable de degrés de déviation. C’est ce qu’on peut faire très-simplement. En effet, la boussole renverserait par le passage du courant d’une pile de dix éléments, par exemple; en prenant un fil de dérivation qui joigne les deux bornes-serre-fils de l’appareil, comme on l’a déjà indiqué plusieurs fois précédemment, si le fil est assez gros, on dérive du fil de la boussole une portion assez forte du courant pour qu’elle ne marque plus qu’un nombre de degrés assez faible, trente, par exemple. En même temps la résistance de la portion du circuit, comprise entre les deux bornes-serre-fils, qui est égale au produit divisé par la somme des résistances du fil de la boussole et du fil de dérivation, devient suffisamment petite pour qu’elle puisse être considérée comme mille. Ayant ainsi disposé la boussole, si on la réunit par des conducteurs assez gros et assez courts aux deux pôles de la pile, on aura une déviation qui sera proportionnelle à l’intensité 1 du courant de la pile seule
- __ n e
- ~ n r
- n étant le nombre des éléments, e la force électrique motrice d’un élément, r sa résistance. On ajoute ensuite au circuit une résistance de deux ou trois kilomètres, plus ou moins, de manière d obtenir une nouvelle déviation notablement différente de la précédente, qui en soit, par exemple, la moitié ou les 2/3; cette nouvelle déviation est proportionnelle à l’intensité 1' du bouveau courant qui est donnée par la formule
- Jgs mêmes lettres représentant les mêmes quantités que précédemment, et R étant la résistance extérieure à la pile. Si D et D’ sont fes déviations obtenues précédemment, on aura sin. D : sin. D’ :: 1:1'
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- ou, si les déviations sont suffisamment faibles, on pourra poser
- pour D : D’ :: 1:1'
- et par suite D : D’ ::
- d’où D : D’ :: n r 4- R : n r et D — D' : R :: D' : n r
- ce qui revient à dire que la résistance de la pile est égale au produit de la résistance ajoutée dans la deuxième expérience, par la déviation qu’on y a obtenue, et divisée par la différence des déviations obtenues dans la première et dans la seconde expérience. On obtient la résistance moyenne d’un élément en divisant par le nombre des éléments la résistance obtenue pour la pile entière.
- 11 existe un instrument de construction très-simple, analogue à l’appareil inventé par Wheatstone, et connu sous le nom de rhéostat, qui permet de mesurer toutes ces résistances avec une grande facilité. Cet appareil, employé par M. Pouillet pour mesurer la conductibilité des divers métaux, peut, quand on n’a pas besoin d’une exactitude trop grande, être modifié de manière à pouvoir être construit partout et sans dépense, tout eu conservant une exactitude suffisante.
- M
- Figure 6. T
- N
- Bi Ci
- —-•tra.mnuTTTrn
- -«mcuisrCTa 2. C2.
- P
- Ou prend une planche un peu longue, M, N, P, Q, dont le rebord P, Q est bien dressé ; sur cette planche on fixe deux fils
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- ^S'fins en platine, AiB4, A2B2; ces fils, attachés en A, et A2 des hornes-serre-fils, sont parallèles entre eux et tendus par ,eux ressorts à boudin B,G,, B2G2. Un petit T en bois, analogue eeux dont on se sert en dessin ou une équerre en fer, p0Illaie celles employées dans l’industrie, est mobile le long du bord ^ Q et sert à faire mouvoir parallèlement à elle-même la jambe ^ de cet instrument. Contre le bord de cette jambe, on fixe ÜI* fort fil de platine p, p2 qui fait saillie au-dessus d’elle; on sisse alors le T au-dessous des fils A, B,, A2 B2 qui, à cause de Ur tension, s’appuieront tous les deux sur le gros fil p, p2, ^olle que soit la position du T qui sert de curseur. On voit °n peut ainsi former le conducteur électrique compris entre s deux bornes A, et A2, de deux portions des fils fins d’autant ^ grandes que le T sera plus éloigné de ces serre-fils, et jju °n peut, par conséquent, faire varier à volonté la résistance j Cette portion du circuit. Des divisions métriques tracées sur Wd P Q de la planche permettent d’apprécier la distance u T aux bornes A, et A2, et par suite la longueur et la résis-Ce de la portion du circuit comprise entre ces points.
- bot instrument combiné soit avec le parallélogramme de Wheat-^°Qe que nous avons décrit, soit avec une boussole différen-e> va nous servir b mesurer les résistances que nous avons durées précédemment par d’autres procédés. On commence étalonner son rhéostat, c’est-à-dire par déterminer quelle gueur de son fil a pour résistance celle de l’unité adoptée P°ur cette quantité, c’est-à-dire de 1 kilomètre du fil de fer de ttidlimètres de diamètre. Pour cette opération, on relie deux ^ bornes d’un côté du parallélogramme de Wheatstone M et N |r fi(J• 5) avec les deux bornes A, et A2 du rhéostat, ce qui ^ leQt à intercaler le fil du rhéostat dans la partie M N du rahélogramme ; on intercale de môme entre les deux bornes
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- P et Q une bobine d’un certain nombre de kilomètres de résistance, et on allonge ou on raccourcit la portion active des f$ du rhéostat jusqu’à ce que ces deux résistance soient égales, ®e qui aura lieu quand le galvanomètre marquera zéro. La lofl' gueur des fils du rhéostat parcourue par le courant étant divisé® par le nombre de kilomètres de résistance de la bobine, donner® la longueur correspondante à 1 kilomètre. Une simple divisé par ce quotient suffira ensuite pour déterminer en kilométré du fil de fer de 4 millimètres, les résistances correspondant®5 aux diverses longueurs du rhéostat.
- La même manière d’opérer, mais en substituant à la bobi^ la résistance que l’on cherche, permet de déterminer cette dernière, puisqu’elle se trouve égale à celle connue de la longue^ du fil du rhéostat qui a ramené à zéro le galvanomètre centré du parallélogramme. Dans ce cas, si la résistance cherchée étad plus grande que celle de toute la longueur du fil du rhéostat) il faudrait intercaler, dans le circuit du côté de ce dernier, a® nombre suffisant de bobines de résistance, pour que la différence de leur résistance totale avec celle cherchée, fût moin-dre que celle de tout le fil de l’instrument.
- Il est clair que dans ces deux mesures, étalonage du rhéostat et mesure de la résistance d’un fil, on peut au parallélogramà16 substituer une boussole différentielle.
- Pour mesurer la résistance de la boussole, au lieu de dériv®1 une portion du courant qui traverse le fil de l’instrument p®r un fil de longueur invariable qui relie les deux boutons d’efl' trée et de sortie de la boussole, on opère cette dérivation aü moyen du rhéostat, et on la fait varier jusqu’à ce que le coa' rant qui reste dans le fil de la boussole soit juste moitié de cC qu’il était quand il n’y avait pas de dérivation. Alors, si, coW^ dans la méthode qui a précédemment servi à déterminer ^
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- résistance de la boussole, on a eu soin que la résistance exté-rieure à la boussole fût considérable par rapport à celle de rnstrument, la résistance donnée par le rhéostat sera égale à celle que l’on cherche. En effet, à cause de la grandeur des résistances extérieures, les variations des résistances comprises entre les deux boutons de la boussole n’auront pas d’influence SUr la grandeur du courant fourni par la pile, et par consé-l^ent la boussole n’étant traversée que par moitié de ce cou-rant5 il faut que l’autre moitié passe par la dérivation, c’est-à-^re par le fil du rhéostat ; ce qui ne peut avoir lieu qu’autant ^,le les fils des deux instruments opposeront au courant la même
- résistance.
- Enfin pour mesurer la résistance de la pile, on compose un circuit formé de la pile, de la boussole et d'une résistance con-venable pour que cette dernière ne marque pas plus de 20 ou 30 degrés ; on ajoute alors au circuit le rhéostat augmenté, s’il est nécessaire, des bobines de. résistance, et on fait varier la résis-taiice de l’instrument jusqu’à ce que le courant ne soit plus que moitié de ce qu’il était précédemment, c’est-à-dire jusqu’à ce que la boussole ne marque plus que moitié de l’intensité précédente. La résistance du circuit se trouve alors doublée, et si nous appelons ^ ia résistance de la pile, B celle de la boussole, A celle des Premières bobines ajoutées, R celle du rhéostat et enfin G la résistance des bobines ajoutés avec le rhéostat, on aura :
- x À -f- B = R -j- c d’où a? = R -f- c — (B-f-A)
- c est-à-dire la résistance du rhéostat augmentée de celle des Chines qui l’ont accompagné, moins la résistance de la bous-s°le augmentée de celle des bobines ajoutées en même temps qu’elle.
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- On peut aussi, comme nous l’avons vu, diminuer par une dérivation la sensibilité de la boussole ; alors, le plus souvent, 1» résistance de la boussole et de la dérivation pourra être négligée en présence des autres résistances et en opérant comme dans le cas précédent; mais sans les bobines, on aura :
- x = R
- c’est-à-dire que la résistance de la pile est égale à la résistance du rhéostat, quand cet instrument a réduit à moitié le courant précédemment fourni par la pile. De la résistance de la pde totale on déduit la résistance moyenne de la pile, en divisant par le nombre des éléments la résistance que nous venons de trouver pour la pile entière.
- Nous n’avons pas à parler de la distribution du courant dans les conducteurs dont les dimensions sont comparables entre elles, tels que dans les solides autres que les fils et les surfaces ; elles n’auraient pour ce cours aucune conséquence pratique.
- Toutefois nous ferons remarquer que, pour un corps comme la terre, qui n’est pas homogène, le courant suit en plus grande abondance les parties les plus conductrices pour se disperser dans la masse totale du corps, et que la résistance peut varier beaucoup selon que le point où le conducteur métallique plonge dans la terre est lui-même plus ou moins bon conducteur. Les parties solides du globe sont souvent tout à fait isolantes ou tout au moins, à peu d’exceptions près, beaucoup moins conductrices qne les parties liquides ; on devra donc faire plonger les fils dans une portion humide du sol et en communication facile avec une grande masse d’eau. Dans le cas où le sol serait par lui-même peu conducteur, on devrait augmenter la surface du contact du métal avec la terre; car comme le courant rayonne autour dn
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- P°int où le métal plonge, la plus grande résistance est offerte par les parties voisines du métal et ou la diminue en augmentant sa Action.
- Les lois qui relient les dimensions des conducteurs et leurs résistances au courant, ainsi que l’inüuence de cette résistance sûr le courant lui-même étant connues, c’est ici le lieu de résoudre la question suivante : Quelle dimension faut-il donner au d’un galvanomètre dont la couche de fil conducteur aurait uoe forme et des dimensions déterminées pour que l’action d’un courant sur l’aiguille aimantée fût la plus forte possible? Nous Oe tiendrons pas compte de l’épaisseur de la couche isolante qui enveloppe le fil, ou, si l’on veut, nous la supposerons propor-Lonnelle au diamètre du fil. Quand on diminue la grosseur du fil) sa longueur, le nombre de ses tours et par suite l’action du courant sur l’aiguille augmentent en proportion de la diminution de la
- Action, c’est-à-dire que ces quantités seront proportionnelles à 1
- "T', s étant la section. La résistance r du fil au courant sera, ^ une part, proportionnelle à l et, par suite, à , et, d’autre Part, en raison inverse de la section ou proportionnelle à -j- ;
- eUe sera donc en tout proportionnelle à , d’où résulte que
- ^action qu’exerce le courant sur l’aiguille et qui est proportionnelle
- , 1 ______________________________________________________
- a le sera également à la racine carrée de r ou r. Si nous
- aPpelons R les résistances autres que le fil de la bobine qui sont comprises dans le circuit, la résistance que le courant aura à vaincre sera R -}- r, et alors le courant aura une intensité en
- raison inverse de R -f- r, ou proportionnelle à - ; d’où résul-
- ta pour la déviation de l’aiguille une force proportionnelle à
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- *
- i!+r *+ix\/7i
- d’où posant x = y-4- > on aura
- X
- 1 -f- x2
- X
- 1 ,
- ---h X
- X
- Pour que l’action du courant sur l’aiguille soit la plus grande possible, il faut donc que cette dernière quantité soit elle-même la plus grande possible, ce qui aura lieu, R étant constant, quand
- ~ -J- x sera le plus petit possible ; ce qui exige que x soit égale
- à l’unité. En effet posons :
- x = i
- 1 1
- On aura :------\~ x — —1- 1 -4- V,
- x ~ 1 + y ~ 1J
- En réduisant au môme dénominateur, on aura :
- 2 +
- yl
- i + y >
- quantité qui sera évidemment minimum quand y sera nul, puisqne pour toute valeur positive ou négative de y plus petite ql,e
- 1, q~T77 est positif. Or l’équation y = o, donne x = 1 et y/-l-=1 »
- + y d’où r = R.
- C’est-à-dire que, dans une boussole donnée, pour que la bobine fasse produire au courant son maximum d’effet sur l’aiguiH6 aimantée, il faut et il suffit que le fil qui compose la bobine ad une section telle, que la résistance de ce fil soit égale à la somD16 des résistances extérieures à la boussole que le courant dod vaincre, en admettant toutefois que les dimensions de l’envelopPe isolante restent constamment proportionnelles à celles du fil.
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- Les lignes télégraphiques et les conducteurs dans les postes s°nt composées de parties qui doivent être reliées entre elles ; ta mode de liaison varie avec la permanence plus ou moins grande de ces liaisons. Si elles doivent être invariables, on tas établit soit au moyen de la soudure des deux parties, soit par llvure, soit par simple torsion des deux parties entre elles. Si tas liaisons étant habituellement stables doivent être enlevées assez fréquemment, elles se font par pression des deux pièces ^ une contre l’autre; pression qui est maintenue soit par la tension c°mme dans les appareils de ligne appelés tendeurs, soit au Utoyen de vis. Quand on veut relier un fil à une masse métal-^ue ou à une pièce fixe, on visse sur cette pièce un petit ap-Pareil appelé borne-serre-fil ou simplement borne; il a souvent ta forme indiquée dans la figure ci-dessous, qui la représente en coupe.
- Figure 7.
- T'
- Le corps se compose d’une pièce métallique ayant la forme ^une borne; il est percé de part en part et perpendiculairement u Paxe d’un trou a b par lequel on passe le fil que l’on veut •attacher; la borne est fixée à l’autre pièce au moyen d’une vis v v< ^rigée suivant son axe et soudée ou vissée au pied de la borne ; enûn une vis à tête fraisée entre dans un trou taraudé, percé Vivant l’axe de la borne jusqu’au trou a b. Cette vis presse contre ta fil que l’on place en a b et assure sa communication métal-%ue avec la borne qui, vissée elle-même sur la pièce fixe, fait >s avec elle.
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- Si la pièce à laquelle on veut relier le fil était une lame fixée sur du bois, on remplacerait la vis à métal v v' de la borne par une vis à bois; on percerait la lame d’un trou à travers lequel passerait la vis pour s’enfoncer dans le bois ; la lame se trouverait alors comprimée entre ce corps et le pied de la borne, ce qui établirait la communication métallique avec cette dernière, à laquelle le fil se trouve attaché comme précédemment.
- Quand on veut réunir entre eux deux fils mobiles, on se sert de serre-fils.
- Figure 8.
- 4:
- V V
- S
- S.
- Ce sont de petits cylindres en métal percés suivant leur axe: d’un trou dans lequel on introduit les extrémités f\ et/2 des fils à réunir; ces fils, au moyen de vis v, v' au nombre de deux ou plus, sont comprimés contre le métal et communiquent mé-talliquement avec lui et par suite entre eux.
- La réunion de deux lames mobiles se fait au moyen d’une pièce métallique de forme rectangle échancrée en v. La figure ci-dessous donne la forme de ces pièces, qui portent le nom de serre-lame :
- Figure 9
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- Les deux lames entrent dans l’échancrure et sont pressées 1 une contre l’autre et contre une des parois du serre-lame, au ln°yen d’une vis qui traverse l’autre paroi au moyen d’un trou
- fraudé.
- Si les deux lames devaient être fixes, il suffirait pour les relier ^ une manière convenable de les percer chacune d’un trou, et à Envers les deux on ferait passer une vis qui, entrant dans le ^°is, presserait les deux lames l’une contre l’autre. Enfin, si
- I on veut réunir une lame avec un fil, tous les deux mobiles, on Prend un cylindre dont une moitié est disposée comme le serre-®L et dont l’autre est fendue suivant son axe, et munie d’une vis c°nune le serre-lame : c’est en définitive à la fois un serre-fil Par un côté et un serre-lame par l’autre ; on lui donne le nom ('e serre-fil et lame.
- Quand les fils que l’on doit attacher avec des serre-fils de quelle nature que ce soit sont trop fins, on les soude à un bout de Hl plus gros que l’on introduit dans le trou du serre-fil. Si l’on
- II avait pas de serre-fil à sa disposition, on pourrait faire souder les fils à de minces lames de cuivre percées de trous, et en fixant Ces lames à une pièce de bois au moyen d’une vis, on retombent dans le cas de la réunion de deux lames.
- Enfin, lorsque les lames doivent être réunies et séparées fréquemment ou en très-peu de temps, ces appareils ne peuvent Plus être employés. On réunit métaliiquement les pièces au moyen d’un ressort qui vient presser contre une pièce métallique Gomme ces derniers appareils changent de forme suivant leUr destination, nous les décrirons plus loin-
- Ces divers modes de réunion des pièces métalliques entre elles 11 ont pas la même valeur. On remarque , en effet, que lorsque la force avec laquelle une pièce vient à appuyer contre l’autre
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- est très-faible, le courant éprouve en ce point une résistance qui devient d’autant plus considérable que la pression est moins forte, et qui passe d’une manière continue d’une valeur inappréciable, quand la pression est suffisamment forte, à l’infini, quand la première devenant nulle, les deux pièces commencent à se séparer, pourvu que le courant ne soit pas engendré par une force électro-motrice suffisante pour vaincre la résistance de l’air. Cette raison doit faire préférer d’abord la réunion par soudure, rivure ou torsion, puis par pression au moyen d’une vis, et enfin au moyen d’un ressort quand on ne peut pas faire autrement. La réunion par la pression simple ou par la torsion, et surtout la première, présente le grave inconvénient de laisser l’air et la poussière pénétrer entre les pièces. Le premier de ces corps oxyde les surfaces, et comme les oxydes ne sont pas conducteurs, au moins pour une certaine épaisseur, il en résulte une grande augmentation de résistance, qui peut même arriver jusqu’à intercepter totalement le courant. Un grand inconvénient que présente la réunion par la pression des vis, c’est qu’il arrive quelquefois que les vis se desserrent d’elles-mêmes. Ce grave inconvénient s’est présenté plusieurs fois, notamment sur la ligne du Nord, où le passage du courant s’est trouvé fréquemment intercepté parce que les vis s’étaient desserrées. 11 faut donc, autant que possible, recourir à la soudure, au moins à la rivure ou à la torsion des fils entre eux : et dans les postes où beaucoup de communications se font au moyen de la pression des vis, le plus grand soin doit être apporté à l’examen de leur état, afin de les resserrer quand elles commencent à se dévisser ; il faut aussi maintenir toujours décapées les parties en contact.
- Quant aux communications qui doivent être sans cesse échangées et qu’on établit au moyen de ressorts, leur disposition varie selon le but que l’on veut remplir; ainsi, si les contacts doivent
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- être prolongés, le ressort se met en contact avec la pièce fixe Par frottement, ce qui empêche les corps étrangers de s’interposer entre les pièces métalliques. Mais comme ordinairement le Assort se met en contact avec diverses pièces métalliques, fixées Sur le bois comme substance isolante, si ces pièces ne font Qu’affleurer le bois, le ressort doit frotter à la fois sur le bois et Sur le métal, et comme d’ailleurs ce frottement use les deux létaux, il en résulte que le ressort entraîne des poussières métalliques qui viennent s’étaler sur le bois dans l’intervalle des parties conductrices, ce qui finit par établir entre elles des communications qui présentent les plus graves inconvénients. On a paré à ces fâcheux effets du frottement en faisant ressortir au-dessus du bois les pièces métalliques qui y sont incrustées, et en leur donnant [une forme arrondie sur les bords, ce qu’on désigne s°us le nom de forme de goutte, parce que c’est à peu près la forme qu’affecte un liquide en s’étalant en petite quantité sur fos corps. Lorsque les contacts doivent être de très-courte durée ei fréquemment répétés, la disposition par frottement qui avive sans cesse les parties en contact ne peut plus être employée à cause de l’usure rapide des parties frottantes. La communication dans ce cas doit avoir lieu par pression seulement, ou au moins avec Un frottement très-léger, il faut alors avoir soin de maintenir bien Propres les parties en contact ; malgré cela, un autre inconvénient qui provient de la fréquence des interruptions du courant, °blige à avoir des contacts particuliers. Quand un courant un Peu fort ou traversant un conducteur plié en hélice est interrompu par la séparation des deux parties du conducteur qui sont en contact, on remarque entre elles une étincelle, juste au montent de leur séparation. Celte étincelle est due au transport de Particules métalliques par le courant qui se maintient à travers 1 air après la rupture du circuit; si le métal est oxydable, ces Poussières s’oxydent et on a un dépôt de substance non conduc-
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- trice sur les électrodes, dépôt que le frottement n’enlève pas, puisque le contact a lieu par pression. Get effet d’oxydation des électrodes séparés fréquemment dans l’air se fait encore sentir, bien que l’étincelle cesse d’ôtre visible. Afin d’empêcher celte oxydation, les contacts doivent se faire au moyen de corps conducteurs peu oxydables, tels que le platine et le charbon. Nous ne parlerons pas des autres procédés que l’on a employés, parce que ces moyens sont trop délicats pour être utilisés pratiquement. Toutefois, je dois faire observer que l’emploi du platine n’est pas un moyen absolu de résoudre cette difficulté, car sur les électrodes des interrupteurs qui ont subi des étincelles un peu fortes, on remarque une poudre noire qui est bien du platine, mais qui dans cet état est fort peu conducteur de l’électricité, au moins pour celle qui a une faible tension, et il faut avoir soin d’enlever cette poudre, pour diminuer la résistance du conducteur ou même pour que le courant puisse passer.
- Nous allons maintenant décrire les divers appareils employés dans les postes télégraphiques pour modifier la marche du courant. On les désigne sous le nom de : interrupteur, commutateur, permutateur et inverseur. Nous allons indiquer successivement les formes adoptées pour chacun d’eux.
- L’interrupteur ayant uniquement pour but d’arrêter la transmission du courant, il suffit qu’il interrompe la communication métallique en un point quelconque du circuit. Gomme la plupart de ces appareils, il se compose d’un socle circulaire en bois rond dans lequel sont percés deux trous Dt D2 destinés à fixer l’appareil au moyen de vis à bois. Un axe placé au centre du plateau est susceptible de tourner sur lui-même, au moyen d’une tige T; à cet axe se trouve fixé un ressort en cuivre ou en acier, dont l’extrémité touche presque le pourtour du plateau en bois,
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- 611 un point duquel est incrustée une petite pièce métallique Ct dépassant la surface du plateau et ayant à sa partie supérieure
- Figure 10.
- forme de goutte comme nous l’avons indiqué plus haut. Celte P^ce est percée sur le côté du plateau d’un trou St, dans lequel s engage le bout d’une des parties du conducteur qui y est main-leHue au moyen d’une vis Vi; c’est une espèce de serre-fil. D’un autre côté, l’axe du ressort communique au moyen d’une lame ^ cuivre N M avec un petit serre-fil S, construit comme le présent , et dans lequel vient s’engager le bout de l’autre partie du conducteur. Il résulte de cette disposition que lorsque le res-s°rt est mis sur le contact C4 il y aura communication métallique eiltre les bouts des deux parties du conducteur. Si au contraire
- ressort ne touche pas le contact, il y aura interruption du
- conducteur.
- En établissant plusieurs contacts Ci C2 C3, on pourra établir Successivement la communication métallique du fil attaché au S, cest-à-dire l’axe avec plusieurs fils fixés dans les serre-fils ^ f> /3. — Si le fil qui vient en S est fixé par son autre bout au PPk d'une pile, on changera la direction du courant, qui, à vo-
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- lonté se portera dans les fils fe, fo ; l’appareil porte alors Ie nom de commutateur.
- Si l’on a plusieurs fils Fi F2 F3, — que l’on veuille relier deu* à deux d’une manière quelconque, ou se servira d’un permuta' teur. Get appareil se compose de deux planchettes de bois car* rées, dans lesquels on a incrusté des lames de métal parallèles entre elles et, pour la régularité, à égale distance les unes des autres. Ces lames sont terminées par de petits serre-ûls semblables à ceux des commutateurs et auxquels on vient attacher les fils Fi F2 F3, pour le premier plateau r et Fi F2 F3 pour le se' cond. Ges deux plateaux sont fixés l’un à l’autre par la partie qui n’est pas garnie de lames métalliques, et de manière que les lames d’un plateau soient dans une direction perpendiculaire à celles de l’autre plateau. Aux points qui correspondent aux croi' sements des lames, on a percé de petits trous qui traversent de part en part la double planche. Dans ces trous on introduit des chevilles métalliques qui établissent la communication métallique entre les deux lames qui se croisent en ce point. On peut donc ainsi unir métalliquement deux quelconques des fils qui son1 en communication avec ces lames.
- ï 12.
- Figure 11.
- Figuri
- I
- I
- i/
- Afin de rendre bonne la communication métallique de ces lames, les chevilles sont de forme conique et on les enfonce à refus dans les trous des lames supérieures A. Ges chevilles sont
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- indues dans le sens de leur longueur, de manière que le bout Puisse s’amincir par le rapprochement des deux côtés de la fente, et à cause de l’élasticité elles peuvent s’enfoncer plus ou moins dans les trous des lames inférieures, tout en conservant avec elles une bonne communication métallique.
- Quand deux fils, A et B, communiquent avec deux autres fils, Q cl D, dans l’ordre suivant : A avec G, B avec D, il peut être mile d’intervertir cet ordre, que A communique avec D et B avec G. Lette opération peut facilement se faire au moyen de deux commutateurs à huit boutons.
- Figure 13.
- Les boutons qui communiquent avec les axes reçoivent les fils A et B, l’un des fils D se bifurque et entre dans les boutons intérieurs, di d% ; l’autre Ct se bifurque également et entre dans ics boutons cq e2. Si les deux manivelles sont dirigées sur le côté gauche, comme dans la fig. 13, on voit que A sera en relation toute métallique avec D par les boutons a et di) les fils de jonction
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- et le bouton dx ; de même B sera en communication avec C. L’inverse, c’est-à-dire les communications métalliques de A avec C et de B avec D, aurait eu lieu, si les deux manivelles eussent été tournées du côté opposé.
- On a eu l’idée de réunir les deux manivelles, qui sont toujours parallèles entre elles, par une bielle de longueur égale à la distance des centres, et d’attacher la poignée à cette bielle. En rapprochant les deux appareils de manière à les confondre, on a pu réunir en un seul les contacts di et du et l’appareil a pris la forme indiquée dans la figure ci-dessous :
- Figure 14.
- a ci f sont les boutons des fils A et B; les trois contacts, ci d c-2, remplacent les quatre contacts précédents, r2 et c/2, et ct c-i sont en communication avec le fil C, tandis que d est relié au fil D ; b{ b2 est la bielle qui réunit les deux manivelles, p en est la poignée, et r*, r2 sont deux petits arrêts qui limitent la course des ressorts.
- On a établi d’une manière différente la réunion des deux commutateurs en les superposant au lieu de les mettre à côté l’un de l’autre. Les deux axes venant à se confondre, il est clair que ce n’est plus par là que l’on peut faire arriver deux des fils ; alors, comme on le voit dans là figure ci-contre, on a prolongé
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- les ressorts en les croisant et en les isolant l’un de l’autre et l’axe. On a établi la communication métallique des deux fils ^ et B par des contacts assez étendus, a et b, pour que la corn»
- Figure 15.
- \
- niunication des ressorts avec leurs contacts respectifs subsistassent Quelle que soit la position de la poignée. Les deux contacts d\ et d2 S0Qt réunis en un seul assez large pour que chacun des ressorts Serine successivement s’appuyer sur lui dans les positions extrêmes la course. Alors le ressort U, dans ses deux positions, met allernativement la lame b en contact avec les deux lames c{ et d, el le ressort s, la lame a avec les lames d et c2. Le fil C est attaché aux contacts cq et c2, et le fil D au contact d.
- § 2.
- l,\ propagation du courant dans les conducteurs;
- DE L’iNDUCTION.
- Quand une pile n’a pas ses deux pôles reliés par un conduc-^r, il se développe à chaque pôle une tension que nous avons
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- vue (page 19) être proportionnelle à la force électro-motrice de l* pile. Cette tension est, pour l’un des pôles, produite par l’électricité positive, et, pour l’autre, par de l’électricité négative ; en mettant ce dernier pôle en communication avec la terre, dont la tension est nulle, la tension à l’autre pôle devient double. En un mot, la tension individuelle de chaque pôle peut varier, mais leur différence, en prenant avec des signes différents les tensions des électricités de nom contraire, est constante et proportionnelle à la force électro-motrice. Lorsqu’on met un conducteur métallique en communication avec l’un des pôles seulement, ü prend dans toute sa longueur la même tension que ce pôle; mais s’il est réuni par un de ses bouts à l’un des pôles et par l’autre à l’autre pôle, il se trouve avoir, à chacune des extrémités, la tension du pôle adjacent, et dans l’intervalle il passe d’une manière continue d’une tension à l’autre. On observe toujours la même différence de tension entre deux points séparés par des portions de conducteurs ayant des longueurs réduites égales, et cette différence est proportionnelle à ces dernières quantités. 11 en résulte donc que le rapport de la différence des tensions de deux points à la longueur réduite de la portion qui les sépare, est constante et égale à la différence des tensions des deux pôles de la pile, divisée par la résistance que le courant aura à vaincre, c’est-à-dire à l’intensité du courant. Cette intensité n’est autre chose que la quantité d’électricité qui passe pendant l’unité de temps d’une tranche du conducteur à celle qui suit. On en conclut que dès qu’une différence de tension existe par une cause quelconque entre deux tranches d’un conducteur voisines l’une de l’autre, il s’établit entre les deux un courant qui sera proportionnel à cette différence, de même sign° qu’elle et en raison inverse de la longueur réduite de la portion du conducteur qui les sépare. Toutes ces lois se représentent clairement par la figure ci-centre :
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- Figure 16.
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- ^ A B représente la longueur réduite entre les deux points A et ’ A Q et B D sont des longueurs qui par leurs dimensions et leurs Sens représentent ces tensions en ces deux points. Les hauteurs e °haque point de la ligne G D au-dessus de À B représentent les Usions aux points correspondants du conducteur. Le courant ^ Proportionnel à la tangente de l’angle des deux droites AB, BC.
- ’Par une cause quelconque, les tensions étaient de chaque point J^hUenues constantes, mais différentes de l’un à l’autre, alors u ûgure 17 représenterait toutes les circonstances du phénomène.
- Figure 17.
- B
- JT
- Les ordonnées de la courbe G D E F G H représenteraient les ^ Slons aux divers points qui leur correspondent dans le con-jeteur, et les tangentes en ces mêmes points feraient avec A B tes angles dont les tangentes seraient proportionnelles aux in-Sltés des courants aux points correspondants du conducteur.
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- On voit que le phénomène est tout à fait analogue à l’écoule' ment des gaz ou des liquides dans les conduites; les abscisses & ces deux figures ou les distances au point A seraient les lot1' gueurs réduites des conduites, c’est-à-dire la somme des épais' seurs des diverses tranches infiniment minces de la conduite) divisées par leurs sections propres. Les ordonnées ou les distance8 des points de la droite G D, ou de la courbe G D E F G H ai# droites A B seraient les tensions du gaz ou les pressions de l’eaU dans les diverses tranches de la conduite; enfin, les tangente* à la courbe des tensions ou pressions auraient pour tangente5 de leur angle avec À B la quantité d’eau ou de gaz qui traverse chaque tranche dans l’unité de temps, c’est-à-dire le courant d’eau ou de gaz qui les traverse à chaque instant.
- Dans les transmissions du courant électrique sur nos ligne8) les deux bouts du conducteur sont primitivement à la terre, ce qui réduit à zéro la tension en chaque point. Les longueurs rc' duites
- Figure 18.
- sont proportionnelles aux longueurs de la ligne elle-même, quai^ le fil est partout le même; alors A B représentant ce fil, repre' sentera également les longueurs réduites de ses divers points • par suite, quand aucune pile n’est en communication avec ce les tensions sont représentées par cette même droite A B. moment même où l’une des extrémités À séparée de la terre es1
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- 111186 en communication avec le pôle positif de la pile, la tension 011 C6 point A devient égale à la tension de ce pôle, tension qui est Proportionnelle à la force électro-motrice de la pile, dont Jl0Us supposons les résistances milles. Quand le courant est une Js établi d’une manière définitive, alors la tension est repré-Seidée en chaque point par la droite M B ; au point A, elle est ^ale à la tension du pôle de la pile ou à sa force électro-mo-lriCe) et en B, point de contact avec la terre, elle est nulle. Entre [es ^eux états extrêmes, la courbe varie d’une manière continue;
- calcul donne parfaitement ces courbes pour chaque instant, en I^rtant de ce principe évident que l’augmentation de la tension c|*aque moment et pour chaque tranche est proportionnelle à différence de la quantité d’électricité reçue de l’une de ses v°lsiües et de celle transmise à l’autre, ou à la somme des con-^éts qui viennent de ces tranches, en ayant soin de différencier Sens des mouvements par la différence positive ou négative du qUi précède ces quantités. On voit alors que ces courbes aüront à peu près les formes M m, B, M m, B qui, partant de la r®e M A B, arrivent à la forme M B d’une manière continue. es tangentes des angles que font les tangents en chaque point s courbes représentent le courant qui a lieu au point cor-respondant du conducteur et au moment pour lequel la courbe ^ question représente les tensions. On verra, par l’inspection de a figure, qu’au point M, le courant est d’abord infini, puis va jans cesse en diminuant jusqu’à atteindre l’état final que possède c°urant établi d’une manière définitive. Au point B, le courant j^fili de prime-abord est infiniment petit et augmente graduel-^ut jusqu’à devenir égal au courant définitif.
- . voit donc qu’un courant, bien que transmis pour ainsi dire ^fiuitanément à l’extrémité d’une ligne quelque longue qu’elle
- SOff; y
- > à y acquiert une intensité sensible et utile qu’au bout d’un
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- certain temps, très-court, il est vrai, pour les lignes placées su*' des poteaux, mais qui devient sensible et très-sensible dans leh lignes sous-marines ou souterraines. Dans ces lignes, le fil est entouré d’une gaine isolante, enveloppée d’un corps conducteur) fer ou eau de mer; il se trouve alors dans le cas d’une bouteiHe de Leyde, et chaque point ne se trouve avoir pour tension fine la différence des quantités d’électricité existant dans le conducteur intérieur et à la surface de l’enveloppe isolante. La quantité d’é-lectricité qui se trouve dans l’intérieur du conducteur est, commc dans la bouteille de Leyde, proportionnelle à la tension, c’est-à-dire égale à la tension multipliée par une certaine quantité filU dépendra de l’épaisseur de la couche isolante et qui sera constante quand l’épaisseur de cette substance le sera. Dans ce ca»i l’augmentation de tension en chaque point est bien proportionnelle à la différence de la quantité reçue par chaque tranche et de celle qu’elle transmet, mais dans une proportion beaucoup moindre, de sorte qu’il faudra un temps beaucoup plus long pour l’établissement successif des courbes de tension que nous avons indiquées plus haut, et par suite le courant se transmettra bien moins vite à l’extrémité de la ligne avec une intensité suffisante-
- Nous venons d’examiner le cas de la propagation du courant-Voici un cas analogue, mais où il ne s’établit pas de courant permanent. Nous avons vu que lorsqu’un fil isolé était mis en communication avec un pôle d’une pile dont l’autre pôle était maintenu à une tension nulle par son contact avec la terre, ü se mettait en équilibre de tension avec le pôle auquel il était joint. La courbe qui représente les tensions initiales est donc l’axe des œ, AB, fig. 19, excepté pour l’origine, où la tension est celle du pôle de la pile ; la courbe finale est une ligne parallèle à l’axe des menée à une distance de cette ligne égale à la longueur AG qui représente la tension de la pile.
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- Figure 19.
- Quant aux courbes intermédiaires, elles se rapprocheront des ruies que présente la figure, c’est-à-dire C^B, Cw2b2, Cm3b3, en passant insensiblement de CAB à CD. 11 n’y a jamais de jurant en B, et en A le courant commencera par être infini et Q^ra par devenir nul.
- ^ au lieu de mettre le pôle négatif de la pile à la terre, on eut mis en communication avec un fil identique à celui qui a ^ attaché au pôle positif, ce dernier fil se serait chargé d’élec-tr*cdé négative dont les tensions eussent été représentées par des *j°urbes analogues à celles de la figure précédente ; il en eût été uiême du fil attaché au pôle positif, qui se serait chargé d’é-ctricité positive. On voit donc qu’avec deux fils, sans terre et Sans circuit fermé, on a dans les fils un courant variable et teiïlP°raire, commençant par être infini près des pôles, pour de-vÇnir uul ensuite. Enfin, aux extrémités les plus éloignées, il y aurait jamais de courant.
- dét"ette cons^rat*OT1 diarge fil isolé peut servir à erniiner approximativement le point de rupture d’un fil qui, j^lgré cela, reste isolé. En effet, quand on fait passer dans une Rissole une série de courants de courte durée, l’aiguille, au ^ 11 d osciller à chaque interruption de courant, marque une dation à peu près fixe : elle est la même que celle d’un cou-1 permanent qui dans le même temps décomposerait le sul-
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- fate de cuivre d’un voltamètre en même quantité que les courant partiels que nous considérons. La déviation du galvanomètre à travers lequel la charge du fil s’opérera un certain nombre de fois par seconde, donnera donc facilement la quantité d’électricité qui a traversé cet instrument pendant ce temps : alors en divisant par le nombre de charges du fil, on a la quantité d’électricité de chacune d’elles. Cette quantité est proportionnelle à la longueur du fil qui a été chargé d’électricité. Si donc on connaît la quantité d’électricité qui charge à une tension donnée uns longueur de fil donnée, on en déduira, par une simple proportion, la longueur du fil que l’on charge dans l’opération que nous venons de décrire. Voici comment devrait être conduit l’expérience : Un appareil quelconque ayant un mouvement régulier, établirait, comme le manipulateur actuel, la communication du fil que l’on veut éprouver alternativement et régulièrement avec la pile, par l’intermédiaire de la boussole, pour le charger-et avec la terre, sans intermédiaire pour le décharger ; cetté opération devrait avoir été faite préalablement, alors que la ligue était encore en bon état. Soit N le nombre de courants envoyé par seconde dans ce fil et I la déviation qu’indique la boussole-Lorsque le fil est rompu et qu’il ne communique pas avec la terre, on fait la même opération en augmentant le nombre des courants envoyés par seconde, jusqu’à ce que la boussole marque la même déviation I que lorsque le fil était intact ; soit N' cC nombre. En admettant que la pile ait la môme force électro-motrice que précédemment, ce qu’on peut admettre approximativement, si le nombre d’éléments est le même, le rapport inverse
- -jÿ' indiquera le rapport — de la longueur L de la ligne à la
- distance x à laquelle elle se trouve rompue. En effet, W et ^ étant les nombres des charges, sont entre eux en raison inverse des quantités d’électricités qu’elles fournissent, puisque par ceS
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- Répétitions elles ne produisent que le même effet sur la boussole.
- Lorsqu’un fil est chargé d’électricité distribuée d’une manière Quelconque, et que l’on met une de ses extrémités en commutation avec la terre, il se décharge par ce bout, et les courbes Qui expriment les tensions partant de la forme qui représente at initial des tensions, arrivent d’une manière continue à se c°ufondre avec l’axe des abscisses. Il en serait de môme si l’on Mettait les deux extrémités en communication avec la terre ; seu-tut les courbes intermédiaires seraient autres que celles du , Précédent et arriveraient beaucoup plus tôt à se confondre avec 9X6 des abscisses. Ges deux derniers cas sont ceux où se trou-Vaient les lignes télégraphiques dans certaines circonstances : le Pautier, lorsque le fil est rompu et ne touche pas la terre ; le Second, lorsque la ligne étant très-longue ou. plongée dans un tlieu conducteur, on passe trop rapidement de la communica-tlQn avec la pile à la communication avec la terre. Dans le pre-ülIer cas, le fil commence par se mettre en équilibre de tension le pôle auquel il est joint, et la distribution des tensions représentée pendant ce temps de la charge du fil par les c°urbes que nous avons indiquées précédemment ; quand ensuite 011 ^et le fil en communication avec la terre, il se décharge §raduellement, et la distribution des tensions, représentée d’abord Par la parallèle CD à l’axe des abeisses et distante de cette ligne
- Figure 20.
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- de la longueur qui représente la tension du pôle distante de cette ligne de la longueur qui finit par être représentée par Taxe des abscisses, en passant d’une manière continue de l’une à l’autre par des courbes mi —représentées dans la figure (20) ; le courant, qu’on appelle courant de retour, est d’abord infini et devient nul peu à peu. En somme, si la ligne est bien isolée, la quantité d’électricité qui s’écoule par A sera proportionnelle à la charge du fil, à sa section ou à sa longueur, ou, si l’on veut, à la charge et au volume du fil.
- On ne peut se servir des décharges répétées du fil comme nous l’avons fait des charges, pour déterminer le point de rup' ture des fils, à cause des pertes qu’éprouvent les fils chargés d’^ lectricité, pertes variables aux divers points de la ligne, et qul font que la quantité d’électricité fournie par la décharge n’ês{ pas la même que celle fournie par la charge.
- Bien qu’une ligne soit par son extrémité en communication avec la terre, il y a un courant de retour qui devient sensible,sl les lignes sont suffisamment longues, ou si comme dans les lignes souterraines et sous-marines, une grande quantité d’électricité est condensée dans le fil pour la production du courant.
- Diverses circonstances modifiant la marche de l’électricité dans les conducteurs, nous allons les examiner successivement, en in-sistant d’une manière spéciale sur celles qui ont une influence marquée dans l’application de l’électricité à la télégraphie.
- Nous avons déjà parlé de l’influence considérable que possède le milieu dans lequel se trouve plongé le fil, relativement à la propagation du courant. M. Faraday s’est le premier occupé scientifiquement de ce phénomène qui avait, peu de temps auparavant,
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- ^ signalé à l’administration télégraphique française par M. Bla* Vler> alors inspecteur sur la ligne du Nord. L’influence de cette Cause du retardement de la propagation du courant a été trouvée ^•considérable, dans un fil de cuivre enveloppé de gutta-percha, eilterré dans le sol et qui avait 768 milles anglais, ou environ >236 kilomètres 1/2 de longueur. MM. Faraday et Clark ont oh-Servé que le courant n’arrivait à l’extrémité de la ligne que 2/3 ^ seconde après son envoi, ce qui donnerait une vitesse de 1,000 ^lles, ou 1,610 kilomètres par seconde, si cette vitesse était la ^éine, quelle que soit la longueur. Cette hypothèse toutefois ne se Verifie pas, la longueur du circuit étant un des éléments qui font v^rier le temps que le courant met à se propager avec une lntensité donnée. La vitesse de propagation du courant que Fizeau et Gounelle avaient trouvée pour le fil de cuivre de d %ne de Rouen, était de 180,000 kilomètres par seconde, c est-à-dire plus de cent fois plus considérable que celle trouvée Par MM. Faraday et Clark.
- Nous avons déjà donné l’explication de ce fait en l’attribuant à Ulle condensation électrique de même nature que celle qui a lieu ^ans la bouteille de Leyde. Comme la condensation augmente beau-COuPi à mesure que diminue l’épaisseur du corps isolant, sépa-rarit les deux conducteurs qui s’influencent réciproquement, il etl résulte que l’influence de la condensation se fait déjà sentir d)ec des instruments un peu délicats, quand on intercale dans le ^cuit et près de l’origine du courant un condensateur ordinaire. est ce que MM. Fizeau et Gounelle avaient observé lors de
- leurs
- le§ fils
- expériences sur la vitesse de propagation du courant dans
- isolés sur des poteaux.
- La tension variable aux divers points du conducteur étant, avec c°nductibilité, ce qui détermine la propagation du courant, il
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- en résulte que tout ce qui modifie ces deux éléments modifi® aussi cette propagation. Ainsi, un fil attaché en un point quelconque du conducteur devant prendre en chacun de ses points, s’il est isolé, la tension du conducteur principal au point d’attache, ü absorbera, pour se charger, une partie de l’électricité qui devait servir à l’établissement du courant définitif et modifiera, en I3 ralentissant, la propagation de ce courant. Cette influence est d’autant plus considérable que ce fil sera plus gros, plus conducteur et plus long. Elle augmentera aussi avec la position du point d’attache ; car plus ce point sera rapproché de l’origine du courant, plus sa tension, et par suite celle du fil dérivateur, sera considérable, ce qui augmente la quantité d’électricité qu’ü absorbe en pure perte pour la propagation du courant. En outre, la résistance du conducteur principal, à partir du point d’attache, et celle du fil dérivateur ayant une influence sur la manière dont se fait entre eux le partage du courant provenant de la partie du fil plus rapprochée de l’origine, ces résistances ont une in-fluence marquée sur la propagation du courant définitif et des courants temporaires et variables qui préexistent à son établissement. Il est clair que si le fil dérivateur était dans le cas des fiïs sous-marins ou souterrains, son influence serait beaucoup plus appréciable.
- De cette observation résulte que dans le cas de lignes à plu' sieurs fils qui, par leur longueur ou leur mode d’établissement, présentent d’une manière sensible pour la transmission des signaux, un retard dans la propagation du courant jusqu’à leur extrémité, il ne sera pas indifférent de réunir à leurs deux extrémités ou de ne pas réunir les fils qui, par accident, se trouveraient mélés en un point quelconque de leur parcours ; Dans ce cas, la réunion de ces fils aux deux extrémités de la ligne devra toujours avoir lieu. Il est également clair qu’ü
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- faudra éviter avec soin tout contact avec des fils qui, du reste, iraient isolés : une masse métallique un peu considérable présentait le même inconvénient. Un grand nombre de fils d’égale f°l1gueur ou de masses métalliques semblables influeraient sur la PfoPagation du courant électrique, de la même manière que induction produite par le milieu dans lequel se trouvent plongés t fils isolés des lignes sous-marines ou souterraines.
- Si> au lieu d’être isolé, le fil dérivateur était en communication avec la terre par son extrémité, il influencerait encore la propagation du courant par la quantité d’électricité dont ce fil se ctrgerait et par la perte d’électricité que le fil engendrerait. Si la communication avec la terre avait lieu par un fil court, mais trcs-résistant, exigeant par conséquent une quantité fort minime électricité pour se charger, alors la perte d’électricité proportionnelle à la tension au point d’attache est la seule chose qui ait influence sensible sur la manière dont le courant se propage. ^a position de la dérivation fera varier son action, et quand des Pertes existent tout le long d’un conducteur, la propagation du c°nrant doit être profondément modifiée.
- Lorsqu'un conducteur se compose de plusieurs fils de section °n de conductibilité différente, le courant ne s’y propage plus de la même manière que si le fil était identique dans toute sa longueur ; la section du fil et peut-être sa nature modifiant la quan-d’électricité nécessaire pour le charger à une tension déler~ oiinée, et sa conductibilité modifiant la différence des tensions nécessaires pour établir un courant donné entre les tranches voiles. Ainsi, quand le conducteur se compose de deux fils de Actions différentes attachés bout à bout, le courant se propage Plus ou moins vite, selon que son origine est sur le fil le plus Sr°s ou sur le plus .fin. En effet, dans le premier cas l’électricité
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- éprouve moins de résistance pour charger soit le gros fil, soit Ie petit, excepté pour la dernière tranche, et l’inverse aurait lieu dans l’autre cas. 11 en serait de même pour le cas où la conductibilité serait différente pour les deux fils.
- Le cas de conducteurs composés de parties hétérogènes est celui des transmissions ordinaires. On peut, en général, ne tenir compte des conducteurs liquides et solides de la pile et du fil de l’électro-aimant que pour leur résistance ; mais cette résistance influe sur la marche du courant. De là résulte que si l’on veut faire varier soit le nombre des éléments et leur grandeur, soit la finesse du fil de la bobine, de manière à obtenir le maximum de rapidité des oscillations de l’armature de l’électro-aimant, il faut tenir compte de cette influence des résistances extrêmes sur la propagation du courant : aussi trouverait-on des dimensions différentes de celles que nous avons trouvées précédemment pour le cas du magnétisme produit par un courant établi d’une manière définitive. Toutes les observations que nous venons de faire pour le cas de l’établissement du courant ont encore lieu pour celui de la cessation de ce courant.
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- CHAPITRE III.
- DES TRANSMISSIONS TÉLÉGRAPHIQUES.
- § Ier.
- N°TI0NS générales sur les divers appareils employés en
- TÉLÉGRAPniE.
- Les signaux de la télégraphie électrique sont produits par les ffiterruptions ou par les inversions répétées d’un courant. Les aPpareils qui servent à produire ces interruptions ou ces inversons de courant en nombre et en temps convenable pour propre les signaux, portent le nom de récepteurs. 11 arrive quel-Tuefois que, par suite de la longueur de la ligne ou par le mauvais dans lequel elle se trouve, les courants ne peuvent arriver à Sori extrémité avec une intensité suffisante pour faire marcher *e récepteur ; on établit alors, en un ou plusieurs points intermédiaires, des appareils appelés relais, qui n’ont pour but que de transmettre à l’appareil suivant le courant d’une nouvelle pile, et ffid sont mis en activité par le courant dont on veut limiter parcours pour en éviter l’affaiblissement trop considérable, beaucoup de récepteurs exigent pour fonctionner, un courant tr°P f°rt pour pouvoir être mis en mouvement par l’action db re°te du courant qui lui est transmis par le poste voisin ; on sert alors d’un relais qui, recevant le courant de ligne, yrine le circuit d’une pile locale dont le courant fait fonctionner aPpareil qui exige un courant considérable. Le courant de la
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- pile locale peut, par l’augmentation du nombre et de la grandeur des éléments, être renforcé à volonté ; il n’est d’ailleurs pas affaibli par la résistance qui provient de la longueur du conducteur qui l’amène au récepteur. Quand on se sert d’appareils à relais, ce ne sont pas les relais eux-mêmes qui, dans la translation, transmettent le courant de la nouvelle pile au poste suivant, mais le récepteur lui-même. La force qui met en mouvement ce dernier étant considérable, les contacts nécessaires pour établir la continuité du conducteur de la nouvelle pile sont mieux assurés et offrent par conséquent plus de sûreté pour une bonne transmission.
- Enfin, il est nécessaire, dans beaucoup de cas, de faire précéder les transmissions d’un bruit tel que celui d’un timbre pour appeler l’attention de l’employé qui doit recevoir la dépêche ; ce mode d’appel est surtout utile pour le service de nuit. Les appareils destinés à produire ce bruit portent le nom de sonnerie ; ce sont des espèces de télégraphes dans lesquels le courant, au lieu de produire des signaux variés, n’en produisent qu’un seul, toujours le même, et qui est perçu par l’oreille.
- Les manipulateurs ont une forme qui dépend tout à fait du récepteur, aussi n’en donnerons-nous uue description que dans le chapitre où nous décrirons en détail ces derniers appareils. Quelle que soit la forme du manipulateur, il n’est en définitive qu’un interrupteur ou un inverseur, remplissant la même fonction que ceux dont nous avons donné la description page 70 et suivantes. Si ce ne sont que des interrupteurs, ils ne doivent avoir que trois boutons : l’un que nous appellerons bouton de ligne, parce que c’est à ce bouton que vient aboutir le fil de lu ligne; le second s’appellera bouton de pile, il communique avec le pôle positif ou pôle cuivre de la pile ; enfin au troisième doit
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- 8 attacher un fil qui communique avec la terre pour recevoir le c°urant transmis par le correspondant pendant le repos du ma-nipulateur.
- N est évident que, puisque le récepteur doit recevoir le cou-ranl de la ligne pour le conduire à la terre en recevant de lui la fr&ce indicatrice de son passage, il devra être en communication ^tme part avec la terre, d’autre part avec la ligne. Pour que ^ communication avec ce dernier fil eût lieu sans intermédiaire, ^ faudrait qu’il fût intercalé dans le fil de ligne, auquel cas le Manipulateur, à l’état de repos, devrait établir la communication fil de ligne avec la terre, afin que le circuit fût établi pour les c°urants envoyés par le correspondant que devrait recevoir le r^cepteur. Cet appareil se trouverait donc placé entre le manipu-lateur et la ligne, et recevrait les courants envoyés par ce der-Mer. Il recevrait donc à la fois elles courants envoyés par le poste ^ans lequel il se trouve et ceux qu’on y envoie ; il en résulterait pendant une transmission on ne pourrait distinguer facilement Sl le correspondant veut ou non interrompre la transmission. ^a réception, dans son propre récepteur du courant transmis par ^ poste est au moins inutile, car la marche de cet appareil ne l)eut, en aucune façon, faire connaître la marche du récepteur c°rrespondant, et on obligerait, en outre, le môme récepteur à recevoir des courants fort inégaux; car, d’une part, il recevrait k c°urant de son poste intégralement, sans les diminutions ap-P°rtées par les dérivations provenant du mauvais isolement des Hlsde ligne, d’autre part il recevrait le courant du correspondant faibli par toutes les pertes qu’il aurait subies sur la ligne. C’est Ulle question des plus délicates que celle de faire marcher un aPpareil au moyen de courants variés, sans réglage à chaque Rangement un peu notable du courant : en tout cas, c’est une ^Mplication gratuite introduite dans le système. On ne pourrait
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- d’ailleurs établir par une dérivation au delà du manipulateur la communication du récepteur avec le fil de ligne, car dans ce cas il recevrait encore le courant du manipulateur qui l’accompagne, mais par dérivation et d’une manière très-fàcheuse, puisque le récepteur seul ayant inévitablement moins de résistance que son correspondant augmenté du fil de ligne, il recevrait un courant bien plus énergique que celui qui serait envoyé sur la ligne. H résulte de ces considérations qu’inévitablement le récepteur doit être intercalé dans le fil de terre du manipulateur en communiquant d’une part avec la terre, et d’autre part avec le manipulateur au moyen du bouton de terre de ce dernier. Par ce moyen, d’une part, quand le manipulateur sera au repos, il mettra le fil de ligne en communication avec la terre par l’intermédiaire du récepteur; d’autre part, pendant l’envoi du courant parle manipulateur, le récepteur ne se trouvera p]us en communication avec le fil de ligne et ne recevra plus le courant de la pile de son propre poste.
- Nous donnerons au troisième bouton du manipulateur le nom de bouton du récepteur. Les deux boutons de ce dernier devront porter le nom de bouton de ligne et bouton de terre. 11 est seulement bien entendu que le fil de ligne du récepteur comprend le manipulateur. Nous indiquerons par la suite ces boutons par les lettres suivantes : Lm bouton de ligne du manipulateur, Pm bouton de pile, Rm bouton de récepteur ou de terre, Lr bouton de manipulateur du récepteur ou bouton de ligne, Tr son bouton de terre. Les lettres m et r placées au bas des grandes lettres sont des indices et servent à indiquer à quel appareil appartiennent les pièces que ces lettres désignent.
- Lorsque le manipulateur est un inverseur, alors dans deux positions alternatives, il doit mettre le fil de ligne en communica-
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- ^oq successivement avec les deux pôles de la pile, l’autre pôle ^ant en communication avec la terre. La position intermédiaire, mû est celle du repos, doit être réservée pourla réception, et en Cet état le fil de ligne doit être en communication avec le récep-*enr. Le manipulateur portera donc dans ce cas cinq boutons, savoir : un bouton pour le fil de ligne Lm , un pour le pôle cuivre de la pile Cm , un autre pour le pôle zinc Zm , un pour k terre de la pile Tp , enfin un cinquième pour le récepteur ou k ûl de terre du manipulateur Rm.
- Quand un appareil sert de relais pour transmettre le courant à
- appareil éloigné, outre ses boutons ordinaires de réception
- ^ et Tr il doit encore avoir deux autres boutons, un pour le
- ^dela pile P* ou pile de translation, et un autre pour le fil de
- %ne dans lequel il doit envoyer le courant de cette pile Lt et
- nous appellerions bouton de ligne pour la translation, s’il
- Q était déjà connu sous le nom de bouton du massif de l’appareil M
- u< » parce que c’est à travers tout le massif de l’appareil que se kit cette communication. Le relais sert donc de véritable manipulateur pour cette nouvelle ligne en même temps que de récep-teur pour la première ligne. II faudra donc un nouvel appareil Servant de récepteur pour la deuxième ligne et de manipulateur P°ur la première, pour que des deux lignes, l’une puisse trans mettre à l’autre en translation et réciproquemment, car un même manipulateur ne peut servir pour deux lignes non plus qu’un même récepteur.
- Eu se reportant à ce que nous avons fait voir pour les appareils Amples, c’est-à-dire en observant que tout récepteur doit être mtercalé entre le manipulateur et la terre, et que, par suite, le k°uton de ligne doit être attaché à un bouton du manipulateur mû ne communique avec le fil de ligne que quand ce dernier
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- n
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- appareil est à l’état de repos, on verra que le relais doit avoir un troisième bouton correspondant au bouton Rw> du manipulateur et que nous désignerons, comme dans les appareils Morse, par la lettre I„ parce qu’il sert à isoler le récepteur de la ligne pendant l’envoi du courant dans cette dernière.
- Spécifions par le signe ' les appareils et leurs diverses pièces, servant pour la première ligne, et par le signe " ceux de la seconde ligne. Le relais R' sert donc. de récepteur pour lfl
- Figure 21.
- u
- î ^ i-ii
- T X I U M
- /i b x i d n\
- première ligne et de manipulateur pour la seconde ; le relui R" sert de récepteur pour la seconde ligne et de manipulateur pour la première ; il faut donc que le fil de la première ligne soit attaché au bouton MVde l’appareil R”, et qui est le bouton de ligne de cet appareil, -quand il fonctionne comme manipulateur. l"t étant dans ce cas, son bouton de récepteur devra être relié à la borne L'r de l’appareil R', laquelle lui sert de bouton de ligne quand il fonctionne comme récepteur. Réciproquement, la seconde ligne doit être attachée au bouton M"() borne de ligne du relais R' fonctionnant comme manipulateur; et la borne 1\ bouton du récepteur de ce même appareil, agissant de la même manière, devra être reliée à la borne L’V, b°U' ton de ligne du relais R' quand il fonctionne comme récepteur.
- Si l’appareil ne servait de relais que pour la pile locale, il ne
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- fonctionnerait comme récepteur ou comme manipulateur que P°ur un seul appareil placé dans le poste, et la transmission Pur relais ne se ferait que dans un seul sens, ce qui simplifiait l’appareil, qui, alors, n’aurait pas besoin d’être double.
- Figure 22.
- Le relais aurait quatre boutons, deux Tr et Lr, pour le faire servir comme récepteur de ligne, et deux, Mr et C, pour lui faire sorvir de manipulateur pour le circuit formé de la pile locale et *u récepteur. Ce dernier n’aurait que deux boutons, un pour entrée du courant Nr, l’autre pour la sortie Z,.. Le fil de ligne s attache toujours au bouton L/n du manipulateur, la pile de ligne au boulon Pm ; on réunit le Iputon R,„ du manipulateur au bou-fon de ligne Lr du relais, son bouton Tr étant relié à la terre. Quand le relais fonctionne, il réunit métalliquement les deux bornes Mr et Qr et complète le circuit dont ils sont les deux ex-foéniités. En Cr se trouve attaché lepô le cuivre de la pile locale, alors est mis en relation avec Mr quand le relais fonctionne, et Par suite avec Nr du récepteur qui est joint à Mr par un fil *fo jonction : l’autre pôle de la pile est attaché au bouton Zr du Capteur, de sorte que la réunion métallique des deux bornes
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- Mr et Cr par le relais, ferme le circuit composé de la pile locale et du récepteur, ce qui fait fonctionner ce dernier. Lorsque le manipulateur envoie le courant sur la ligne, il enlève toute communication du relais avec la ligne, de sorte que cet appareil et le récepteur ne fonctionnent ni l’un ni l’autre. On peut réunir en un appareil le récepteur et le relai, alors les bornes Mr et Nr sont enlevées, la communication se faisant directement par des lames de communication placées sous l’appareil. La figure ci-dessous indique la disposition; les mômes lettres représentent les mêmes objets que dans la figure précédente.
- Figure 23.
- Le plus souvent, la translation, c’est-à-dire la transmission des signaux entre deux postes par les courants de piles placées dans des postes intermédiaires, se fait au moyen des appareils de réceptions de ces mêmes postes, appareils qui sont à relais. Ces appareils servent alors à une double fin, comme récepteurs ordinaires et comme translateurs, et la translation peut se faire soit au moyen du récepteur proprement dit, soit au moyen de son relais. Nous allons indiquer successivement les deux dispositions en supposant le relais séparé du récepteur et en indiquant quelle modification apportera la réunion en un seul de ces deux appareils.
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- Apposons d’abord que ce soit le récepteur qui doive établir
- Figure 24.
- ^môme la translation. Nous sommes dans un poste intermé-aire où doivent aboutir deux lignes que nous appellerons pre-
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- mière et seconde, en indiquant par le signe ' les parties d’appareil3 qui correspondent à la première, et par " celles qui corresponde^ à la seconde. Les manipulateurs sont désignés par la lettre Mt les relais par la lettre R, et les récepteurs par la lettre À.
- En service ordinaire, le fil de ligne est [attaché au bouton^ ligue du manipulateur qui lui correspond, L' avecL'„» et L" avec L"m ; en outre, les boutons Lr du relais et Rm du manipulâtes sont reliés entre eux. Lorsque ces appareils sont établis en traité' lation par les récepteurs, A' étant mis en mouvement par le coU' rant de la ligne L', sert de manipulateur pour la ligne L", et Ai mis en mouvement par le courant de la ligne L", sert de maS pulateur pour la ligne L'. 11 faut donc que L'soit attaché au boi1' ton de ligne de l’appareil A", qui, comme nous l’avons vu, est Ie bouton du massif Wt ; de même L" doit être attaché au bouton du massif de l’appareil A'. Les boutons de réception de S5 appareils A' et A", qui sont l"t et I't, doivent être attachés auxboii' tons de ligne L'V et LV des appareils récepteurs des lignes L"ei L'; mais au lieu de les attacher directement à ces boutons, on 1Ê! attache an fil qui arrive aux boutons de ligne des manipulateur3 ordinaires M” et M'; de cette manière, le poste établi en transi' tion peut toujours parler à ses correspondants.
- 11 faut donc pour passer de la transmiss:on ordinaire à la traU3' lation détacher les fils de ligne des fils qui conduisent aux bouton3 de ligne des manipulateurs correspondants pour les attacher à u]1 fil relié au massif du récepteur de l’autre fil. Ce changement se ^ au moyen de deux commutateurs à deux boutons G', G"; les fils V L" sont attachés aux boutons du massif de ces commutateurs; al1* deux boutons de commutation sont attachés les fils des massifs manipulateur correspondant et du récepteur de l’autre fil ; de cefi*5 manière, par un simple changement des manivelles des deux eoflr
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- ^Wateurs, on établira, soit la communication ordinaire, soit la émission par translation.
- Vivons
- maintenant la marche du courant dans ces deux cas.
- courant arrive, je suppose, par le ligne L' : si le ressort du
- ^niutateur G' est placé sur la touche O', le courant arrive par
- ^ °uton L'm dans le massif du manipulateur, passe ail bouton
- de là entre dans le relais R' par le bouton L'r, et en sort
- r se perdre à la terre par le bouton T'r. 11 fait fonctionner ce
- ^ qui, en établissant la communication métallique des boutons
- . rel; G'r, ferme le circuit formé par la pile locale et le récep-
- . A'. Ce récepteur fonctionne et met ainsi en communication
- ^ Clique M''( avec le pôle P't de la pile de translation de la ligne
- ’ Pde qui est, du reste, la môme que celle de la transmission
- na*re sur la même ligne. M"t est relié par un fil à la touche
- ’ ’dais cette dernière est isolée n’étant pas en communication avec io
- fan 6 ressort ^ll commutateurG", qui est sur la touche 0", le cou-j ne Peut donc être envoyé sur la ligne L”. Si, au contraire, s deux commutateurs G' et G" eussent eu leurs ressorts sur les ' 0' et O", le courant venant de la ligne L' serait encore
- et} ^ ^ans mailipulateur M', et aurait fait fonctionner le relai don récePteur comme précédemment; seulement la communica-lien ^ ^ ^ne avec le bouton L'm du manipulateur M' aurait eu Par le bouton T' du commutateur G', la borne M't du récepteur
- ‘solé
- la borne
- I\ du même récepteur, et enfin la touche O' qui,
- ri
- réce UU ressort H ’ ne sert plus fi11’à joindre la borne Yt du pleur A" à la borne L'm du manipulateur M'. Les bornes q de l’appareil A" sont d’ailleurs réunies métalliquement leu a CGt aPPareü ne fonctionne pas. Le relais R' et son récep -nia- ^ ^0nclioimant, le courant envoyé par la borne P"< dans le ce et au commutateur G', n’est plus arrêté à la touche t" de
- der
- riler, car le ressort se trouve placé sur elle et la met en
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- communication avec la ligne L" qui par suite reçoit le courant <lue lui envoie le récepteur A".
- Quand on est en transmission ordinaire, les ressorts C' et G étant sur les touches 0' et 0", on voit facilement que la trai*5' mission se fera également bien si le poste où se trouve ces appa reils transmet à ses correspondants. Supposons que le poste ^ nous considérons envoie son courant à son correspondant por^ manipulateur M', alors les bornes P'm et L'm de ce manipula^ sont reliées métalliquement et le courant est envoyé au bout0*1 S'. Là, deux voies lui sont offertes, l’une formée du fil de joncti0" de la borne 0' et du bouton I't du récepteur A”, de la comm11 nication métallique qui a lieu entre ce bouton et le bouton M' quand l’appareil A" ne fonctionne pas, enfin du fil de jonction ^ la borne M't avec le bouton T' du commutateur G' ; mais là celt( voie se trouve interrompue, le ressort du commutateur G' n/ét3”1 pas sur la touche T'. Au contraire, l’autre voie offerte en 0' al> courant envoyé, continue à exister, car à partir de ce bouton se compose du ressort du commutateur G' de la ligne L' des apPa reils du poste correspondant, enfin de la terre de ce poste où ^ courant se perd. Il en serait de même si le courant était en^l par le manipulateur M" sur la ligne L".
- Dans le cas de la translation, le poste translateur peut enc°rÉ communiquer avec ses correspondants. Dans ce cas, les ressort' des commutateurs G' et G" sont sur les touches T' et T". Suppôt11’ que le courant soit envoyé par le manipulateur M'; le bouton pile de ce manipulateur est réuni métalliquement avec la b°rI1' L'm, cette dernière par un fil à la borne 0' qui, isolée du ressof* n’a plus de communication qu’avec le bouton M'f du récepteur A Quand ce récepteur ne fonctionne pas, cette borne M'* comm3 nique avec la borne \'t, laquelle par l’intermédiaire du coinon1
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- tateur G' est reliée à la ligne U sur laquelle le courant du manipulateur M'se trouve envoyé. Il en serait de même pour l’envoi du courant par le manipulateur M" sur la ligne L"; mais quand Ce sont les correspondants du poste translateur qui envoient le c°urant, tous les appareils fonctionnent ainsi que ceux du correspondant qui n’envoie pas son courant. Si le relais et le récepteur sont réunis sur la même planchette, les bornes Nr et dispa-dissent, la communication se faisant directement sur la plan*
- ohette.
- La translation au moyen des récepteurs a, dans beaucoup d’appareils employés, l’inconvénient de ralentir les transmissions, Parce que chacun d’eux n’envoie le courant au suivant que Mque temps après qu’il a reçu de celui qui lui transmet, kndis qu’il cesse de l’envoyer aussitôt qu’il cesse de recevoir ; 0ri pourrait donc trouver avantage à se servir des relais pour établir la translation. Voici comment les choses devraient alors dhe disposées. (Voir la figure 25, page 102.)
- Les récepteurs n’auraient plus que deux boutons, l’un pour le Pôle zinc, l’autre pour le fil de communication avec le relais, fil flue l’on détacherait pendant la translation. Les relais devant Servir de manipulateur à un double système de transmission, euvoi et réception de courant, devraient avoir outre le bouton ligne et le bouton de terre, trois autres boutons, dont deux servent déjà pour les transmissions ordinaires -, ce sont les Mutons Mr et Cr ; le troisième It, ne servirait que pour les translations et ne serait en relation avec le massif de l’appareil ou la base ^ que lorsque le relais serait à l’état de repos. Les commutateurs étant disposés comme dans la translation par les récepteurs, les de ligne seraient attachés aux bornes M'r et M’V par l’intermédiaire des touches i! et t" des commutateurs : les bornes I't et
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- ï't seraient reliées aux touches o', o des commutateurs et, par
- Figure 25.
- suite, aux fils de ligne des manipulateurs, en ayant soin de détacher des homes N'r et N'"r les fils qui relient les relais aux ré-
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- ^pteurs. La figure est suffisante pour comprendre la marche courant, qui est tout à fait semblable à celle de la translation au moyen des récepteurs ; nous n’entrerons donc pas dans plus de détails.
- Ce mode de transmission par translation permet, sans l'intermédiaire, toujours fâcheux, d’une manipulation à la main, de transmettre sur des lignes qui n’ont pas de fils directs, mais seulement des fils s’arrêtant de station en station. Toutefois, quand les lignes ne sont pas trop longues, il vaut mieux relier les ûls entre eux dans les stations intermédiaires, pourvu qu’on ait, d’ailleurs, un moyeu facile de faire rentrer à volonté ces stations dans le circuit. Il suffit pour cela d’ajouter aux commutateurs de la fig. 25 une troisième touche et de réunir entre elles par un dl ces deux nouvelles touches ainsi produites,
- Figure 26.
- i. '-------1 i Tr
- Selon que l’on mettra les ressorts des deux commutateurs sur les
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- touches o', o" ou t\ l" ou bien cl' d', on aura la communication ordinaire, par translation ou directe.
- La translation réalise aussi la communication simultanée, c’est-à-dire que quand les postes intermédiaires d’une ligne sont tous établis en translation, une même dépêche peut être reçue par toutes les stations de cette ligne. On a quelquefois établi la communication simultanée de deux manières différentes. Dans la première, chaque station intermédiaire recevait le courant dérivé de la ligne principale ; deux commutateurs suffisent pour établir ce mode de transmission.
- Figure 27.
- Chacun de ces appareils aurait deux touches, o1, s> pour le premier, o", s" pour le second ; o' est relié avec s" et o" avec s'. On voit qu’en mettant un des ressorts des commutateurs sur l’une ou l’autre des deux touches, de manière que chacun d’eux
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- s°it Sur une touche de lettre différente, l’un ou l’autre des aPpareils recevra le courant dérivé de la ligne. Supposons fiUe le ressort du commutateur d soit placé sur la touche o' et ^ commutateur c" sur la touche s'; on voit que les deux lignes s°nt réunies par l’intermédiaire de la touche s" du fil qui joint * a 0> et du commutateur c', mais qu’en o' il existe un fil qui écrive une partie du courant de la ligne dans les appareils ordi-^ires de la ligne L'.— Si le ressort de c' eût été placé sur s' et ^ Assort de d sur o”, l’appareil de la ligne L" eût fonctionné par ^ courant dérivé.
- la
- moyen d’un quatrième bouton adapté aux commutateurs de figure, ce mode de transmission aurait pu également se faire.
- Figure 28.
- voit en effet qu’en établissant comme précédemment le res °rt C> Sur S' et Ce^ c" sur °'' ou’ inversement, le s. d sur o' et celui de c' sur s", on aurait aux boutons s' ou
- établi la liaison des deux lignes, et par les boutons o' ou o"
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- dérivé une partie du courant de ligne dans l’appareil de la ligne L' ou dans celui de la ligne L".
- La loi que nous avons donnée pour les courants dérivés, loi dit que le courant se partage dans le reste du fil et dans la déri' vation en raison inverse des résistances, nous fait voir que pour un tel mode de transmission il faut que les récepteurs des diverses stations intermédiaires présentent de grandes résistances a11 courant. En effet, ces résistances sont nécessairement égalai appelons-les R! R2 et appelons Lj L2 L3 les longueurs réduit des lignes qui' séparent les stations entre elles, et prenoi15 pour exemple quatre stations. La dernière recevra entièrement le courant X4 que lui envoie la ligne, et, à partir la station 3, le courant éprouve une résistance égale à L4 -J- R* ' A cette troisième station, le courant se partage en raison W verse des résistances qu’il éprouve : 1° L4 -f- IU sur la Hglie’et 2° R3 dans la dérivation. Si X4 est le courant qui va de la troi' sième à la quatrième station, X3 celui de la seconde à la troisièn^ et Y3 celui qui entre dans la troisième, on aura la proportion
- Y3 : X4 : : L4-f R4 : R3
- d’où résulte :
- Y3-f X4: L4 *-j- R4 -j- R3 : : Y3 : L4 -f- R4 :: X4 : R3
- Ce qui donne, en remarquant que Y3 -}- X4 = X3, les valent suivantes de Y3 et X4
- v Rs x3
- A4~L4 + l\4-f R3
- v = (l4 -4- R4) x3 3 Li -j- R4 -f- R3
- Et si nous désignons par L4 L3 L'2 L'( les longueurs réduit
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- l’ensemble des conducteurs ou résistances qu’éprouve le courut à partir de la 4e, de la 3°, de la 2e et de la l,e station,
- T /
- étant la longueur réduite totale, on aura :
- L'4 = R4
- ,, __( R4 4 l4 ) r3
- 3 — L4 4 R4 4 R3 '
- ®°nc, en déduisant de ces dernières équations les valeurs en*
- L'a
- et L'3 des quantités
- L4 4 R4 r3
- L44R44-R3 Li-f R44-R3
- et les
- reportant dans les valeurs de X4 et Y3, on aura pour ces mêmes
- Quantités
- X3 h'3 l4 4 R4
- y3
- X3 L's R3
- l^e même, à partir de la seconde station, le courant X2 qui lui arrlve, se partage entre le fil de l’appareil de cette station et le ûl de ligne, en raison inverse de leurs résistances R2 et L3 4 14 1Ü1 représente la résistance du circuit à partir de cette seconde station, sa résistance non comprise, ce qui donne la proportion
- Y2 : X3 : : L3 4 L3 • R2 5
- d’où, comme Y2 4 X3 — X2, on aura :
- X = x.2
- ‘ " b3 4 L's 4 Ra Y = (La + L'a) Xa L3 4 L's 4 R-2
- ]
- la résistance du circuit à partir de la seconde station incluse, '
- sera ;
- », ____ (La 4 L 3) R2
- 2 ~ l3 4 L'3 4 r2’
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- d’où résulteront, pour les valeurs de X3 et Y*, les quantités suivantes :
- X2'L'2
- X, =
- Y, =
- L3 -f- L3 X2 L'a
- R*
- En poursuivant le même mode de raisonnement, on trouverait la proportion :
- Yi : X2 :: L2 + L'a : R2 Yi + X2 = Xi,
- Xt Ri
- et
- d’où
- X2 = Yi =
- On trouve aussi L'i =
- d’où résulte enfin :
- Xo =
- Yi
- l2 4- L’2 —f- Rt
- x, (L2 + L'a)
- l2 “f" R 2 4* R*
- (U 4~ R'2) Ri
- l2 -|— l 2 4" Ri
- Xi L'i
- L2 4. L 2 _ Xi Lq
- Ri
- Enfin Xi étant le courant envoyé par la pile, nous pouvons Ie désigner par X, et on aura
- Xt — X
- Si nous examinons ces diverses valeurs de X et Y, nous remarquerons qu’à partir de X, Xi , X2, X3, X4, vont en diffli' nuant, car chacun est égale à la précédente, multipliée par une quantité plus petite que l’unité. Quant aux quantités Yi, Y2, Y3, Y a n
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- eUes seront en général différentes les unes des autres, car L'i , L'2, L's, n’ont aucun liaison déterminée entre elles.
- Habituellement les appareils offrent la même résistance dans toutes les stations; dans ce cas, le courant qui passe dans les appareils va en diminuant de la première station à la dernière. Désignons par R cette résistance commune ; si nous remplaças donc les valeurs de Yt , Y2, Y3, Y*, trouvées précédemment, par leurs valeurs X4 , X2, X3, X4, on aura :
- = X Lq Iv2 = Y, Iv2,
- R (L2 —1~ L 2 ) L2 —}- L'2.
- ^ X2L'2L'3 _ y2 L'3 R (L3 -j- L'3 ) L3 -|- L's.
- XsL'3 Y3 R
- 4 “ L4 + R“ l4 + r‘
- On voit, sous cette dernière forme, que Y va en diminuant, Puisque chacune des valeurs particulières de cette quantité est égale à la précédente, multipliée par une quantité évidemment plus petite que l’unité.
- Pour que la ligne fonctionnât bien, il faudrait que les valeurs de Y, c’est-à-dire que les courants qui traversent les divers appareils ne différassent pas trop les uns des autres. Si l’on voulait qu’ils fussent égaux, il faudrait rendre variables les résistances dans chaque appareil, en y ajoutant des bobines de résistance.
- Les valeurs de X et Y trouvées en premier lieu nous font
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- voir que pour que Y4 et Y3 fussent égaux, il faudrait que Y4 et Y3 le fussent, et par conséquent on aurait l’équation
- X3 L'3 ___X3 L'3
- U R4 H3
- d’où R3 = L4 -f- R4.
- Pour que Y3 et Y2 fussent égaux, il faudrait que
- et comme
- on aurait : d’où R2
- X3 L'3 _ X2 L'2 R3 “ R2 ’
- __ X2L2
- l3 4- R 31
- X-2 L'2 l3 x2 l2 R2(L'3+L'3)“ r2 ’
- Rs(L3+L'3) = r,/),+
- Pour que Y2 et Y* fussent égaux, il faudrait que
- XaL'a ___Xt L'(
- R2 R4
- et comme
- X4 L i L2-fL'2’
- on aurait d’où
- X, L\ L',
- Xt Lq
- R2 (L, -j- L'2 ) R2 (L2 -H L 2 )
- Soit R la résistance R4 de la dernière station, on aura donc
- R4 = R et R3 = Ls-f R
- R2 = R3 (1+^)
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- Mais
- (r4+ Lt)_Rg 1 (R + u)
- L4 + R* + R3 2 v ^ '
- d°nc R2 = r + l44-2L3.
- On a trouvé également que
- Ri = R2 ( 1 4-
- L'o
- niais
- L',
- (La -f~ L 3 ) R‘2 L3 -f- L'3 “h R2
- d'où L-, = + j (”+!.)) (H+ 1, + » U =±{R+L, + 21,)
- L'3 -f- g (R “^Li ) +R4-L4 2 L3
- (R -j- L4 -f- 2 L3 ) (L2 -f* i (R -f- L4 -j- 2 L3 donc R, = _ 3
- et enfin
- j (R. + L4 -{- 2 L3 )
- R4 = R -4 L4 —j- 2 L3 -|— 3 L2.
- La loi devient ainsi évidente, et s’il y avait un nombre n de P°stes, celui qui occuperait le rang m devrait encore une résistée Rn_m donnée par la formule
- R"-”1 = R -f- L„ -j~ 2 L„_i —(~ 3 L„_2....“4 L) Lm—2;
- et l’on voit que les bobines de résistance que l’on doit ajouter successivement auront pour valeur :
- 0 pour le dernier appareil ;
- L pour le précédent ;
- L» —2 L„_t pour l’antépénultième ;
- L«4~ 2 L„_i -f. 3 L„___2 pour celui qui précède, et ainsi de suite.
- Supposons, pour exemple, que les distances entre les stations
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- soient de 100 kilomètres, et la résistance des appareils de 200 kilomètres ; les bobines de résistance seront donc :
- 100 kilomètres pour la 3e;
- 300 kilomètres pour la 2e;
- Et 600 kilomètres pour la lre.
- La résistance totale du circuit sera donc :
- 300 kilomètres.
- En négligeant la résistance de la pile, on aura pour l’intensité I du courant fourni par la pile :
- 300
- et pour chacun des appareils, elle sera *
- y- F — 1200
- Ainsi, chaque appareil recevra un courant égal à celui que donnerait la pile placée à l’extrémité d’une ligne de 1,200 kilomètres.
- L’égalité absolue n’est pas nécessaire, les appareils marchant bien avec des courants d’intensité divers. Supposons que, dans l’exemple précédent, il n’y ait pas de rhéostat : nous avions trouvé pour les courants de chaque part :
- X L'<
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- L' = (^4 -f- La) R'a L4 -f- R4 -f- R3
- y _____ (Lh —}— La) R2
- L3 -j- L/3 -J- R2
- yl _____ (L2 -f- L'2) R<
- Lj -J- L 2 —{- R)
- Rî, R3* R4, sont égaux à 200 kilomètres, et Li, L2, L3, L4, ^ 100 kilomètres ; on aura donc :
- L'4 = 200 km L'3 — 120 km
- L'2 =
- L'i =
- 2200
- 21
- 8600
- 85
- km
- km
- Go qui donnera pour les valeurs de Y :
- 8600
- Ya
- * * 85 . 200 X 86 22 2 ‘ 85 ' 43 _X 86 22 12
- "2 "85 ' 43 ‘ 22 X. 86 22 12 2 ’ 85 ‘ 43 ' 22
- environ
- 2L '
- 2
- Ges nombres suffisent pour indiquer combien le courant varie ^Uand on n’ajoute pas de courant aux divers appareils, et que s derniers appareils ne devront plus fonctionner avec une ré -Parité suffisante.
- 8
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- nu
- On s’est beaucoup occupé, il y a déjà quelque temps, de la transmission dans les deux sens, au moyen d’un fil unique. On parlait de courants en sens contraire, passant simultanément dans un même fil. Ces transmissions se réduisent en définitive à des distributions variables de courants résultant de la loi des courants dérivés. Supposons qu’un conducteur réunisse deux stations et que l’on veuille pouvoir en même temps transmettre et recevoir. 11 est évident que le récepteur devra se trouver intercalé entre le manipulateur et la ligne, puisque, quelle que soit la position du manipulateur, il doit recevoir le courant du correspondant. Le fil venant de la ligne est donc relié au récepteur, et ce dernier au massif du manipulateur. Il peut se présenter, dans ce mode de transmission, quatre cas, soient A et B les deux correspondants :
- 1° A transmet à B ;
- 2° B transmet à A;
- 3° A transmet à A et B à A;
- 4° Ni A ni B ne transmettent.
- Dans le premier cas, le récepteur B doit seul recevoir.
- \
- Dans le deuxième cas, le récepteur A doit seul recevoir.
- Dans le troisième cas, les deux récepteurs reçoivent en même temps.
- Dans le quatrième cas, aucun ne doit recevoir.
- Les choses étant disposées comme il a été dit plus haut, dans le premier cas, le récepteur de A, aussi bien que celui de B, es* traversé par le courant de A : pour empêcher le récepteur A de fonctionner, il faudra donc faire agir sur le récepteur A nn courant de pile locale qui détruise l’effet du courant de ligne. ^
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- fondra pour cela que l’électro-aimant soit enveloppé de deux c°uches de fil dont l’une sera traversée par le courant de ligne et l'autre par le courant de pile locale, quand le manipulateur ^o A fonctionnera, et que ces deux courants aient leurs actions egales et de sens contraires. L’égalité dépend de la pile et de la disposition du conducteur; ce sont ces deux éléments qui doivent Servir à établir l’égalité entre les deux effets produits par les c°urants. Quant au sens, on en dispose par la manière dont on reÜe le fil à la pile; selon qu’un de ses bouts ou l’autre sera attaché à l’un des pôles, le courant changera de sens. Supposons nous ayons disposé le fil qui doit recevoir le courant de la Pde locale et la pile locale elle-même, de manière que ce cou-rai*t ait une action égale et de sens contraire à celle du courant envoyé sur la ligne. Il est évident que le même manipulateur d°it en même temps envoyer ces deux courants; il suffira, pour arriver à ce résultat, de mettre à côté l’un de l’autre deux ma-nipulateurs que le même mouvement de la main fera fonc-donner. Le mode de liaison de ces deux manipulateurs, facile du reste à imaginer, dépend de la forme qu’aura cet appareil, la-^oelle est elle-même le résultat du système employé. Ce manipulateur double aura donc deux boutons de pile que, pour commuer la notation adoptée précédemment, nous désignerons par ^es lettres Pm et Qm, Pm pour la pile de ligne et Qm pour la pile
- focale. 1’
- Cet appareil devra également avoir deux boutons de ligne, ÜI1 L»n pour la ligne, l’autre Fm pour le second fil du récepteur. Hotte disposition étant adoptée pour les deux correspondants, Süffira pour permettre la transmission entre eux pour tous les Casi les manipulateurs envoyant à la fois les courants des deux folos quand ils sont sur la position de transmission, et cessant ^ envoyer ces courants quand ils sont sur la position de réception.
- Soient en effet <*p et 6P les actions des courants des stations
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- A et B sur leurs propres récepteurs, et 6p, celles qu’ils exercent sur les récepteurs de leurs correspondants. Enfin «.q et 6? celles des courants de piles locales sur leurs récepteurs respectifs. On a disposé les piles des récepteurs et les piles locales, de manière que les actions magnétiques des courants locaux et des courants de ligne sur les appareils de leur station soient égaux, mais de signe contraire ; on aura donc :
- Quand À transmet à B, alors les seules piles en activité sont celles de A, pile de ligne et pile locale; le récepteur de la station A reçoit de la première une action «p et de la deuxième une action contraire aq ; l’action totale sera donc a5 — Op, différence que nous avons supposée être nulle; donc le récepteur A ne fonctionne pas Quant au récepteur B, il ne reçoit que le courant de la pile de ligne de A, dont l’action sur lui est représentée par *p; il fonctionne donc avec une action magnétique représentée par cette quantité <*'p.
- De même, quand B transmet à A, on voit que le récepteur de B reçoit une action magnétique — % qui est nulle, et que Ie récepteur de A reçoit une action magnétique représentée par 6'r
- Si A et B transmettent en même temps, il n’arrive plus dafls les stations A et B que la différence des courants de ligne de A et de B, diminués des pertes sur la ligne. L’action magnétique de ces différences sur A et B est évidemment représentée par
- 6' _- a
- P P
- Ct tt'y — 6p
- les actions magnétiques étant proportionnelles aux courants ; malS
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- fiu même temps ces récepteurs reçoivent les actions magnétiques “? et 6? des courants des piles locales, actions contraires à ap et V, on aura donc pour action définitive des divers courants M agissent sur les récepteurs A et B :
- aq «4, 6'p — ap pour le récepteur A,
- % -f- a'p — gp pour le récepteur B ;
- 0ri par hypothèse, — ap — 0 et 6? — 6P = 0. 11 ne reste donc
- que
- 6'p pour action magnétique sur le récepteur A, et a'p pour action magnétique sur le récepteur B.
- Enfin, quand ni A ni B ne transmettent, aucune pile n’est en Activité, et par conséquent aucun récepteur ne fonctionne ; on a d°nc le tableau suivant :
- INDICATION DES TRANSMISSIONS. ACTION MAGNÉTIQUE sur A. ACTION MAGNÉTIQUE sur B.
- ^ transmet à B O II a" 1 a a p
- ® transmet à A 6'p O 11 1
- ^ et B se transmettent réciproquement. 6'p 6'p
- ^ et B ne transmettent pas 0 0
- Qu voit donc que par la seule disposition indiquée, le problème est résolu, pourvu que
- a« — <*p —
- O,
- et
- qua les appareils ne fonctionnent que sous une action magné-
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- tique unique, ë>p pour la station A, et *'p pour la station B, ce qui du reste est indispensable.
- La difficulté résulte donc uniquement dans l’égalité au moins approchée qui doit exister entre les actions magnétiques des courants locaux et des courants de ligne sur les récepteurs de la station qui les envoie. Le courant de ligne ne dépend pas de la volonté de celui qui transmet ; l’égalité précédente ne peut donc être établie qu’en faisant varier l'action de la pile locale. Cette action ne peut varier par la disposition du conducteur, laquelle doit évidemment être invariable; il faut donc que ce soit par l’in' tensitô du courant lui-même. L’intensité du courant est propos tionnelle au nombre des éléments et en raison inverse de la résistance à vaincre ; la première quantité ne varie pas d’une manière continue; la seconde seule, au moyen de l’instrument que nous avons décrit sous le nom de rhéostat, peut varier d’une manière continuelle et établir l’égalité précédente, néanmoins cet instrument ne peut être proposé dans le service habituel. Heü' reusement que l’égalité que nous considérons n’a pas besoin d’être absolue, et que dans le cas où elle n’aurait pas exactement lieu, on pourrait contre-balancer l’action du résidu de la différence par l’augmentation ou la diminution de la force antagoniste 3 l’action magnétique, selon que la différence aurait lieu dans Ie sens de l’action du courant du correspondant ou bien en sens inverse.
- On a proposé d’autres dispositions dont le principe est le mê&e que celui d’où nous sommes parti. Nous avons choisi la précé' dente, qui nous a paru la plus compréhensible et en même temps la plus pratique. Dans la plupart des cas, il est parfaitemcù1 inutile de compliquer la transmission avec les dispositions préc^' dentes, car le nombre de fils dont d’autres considérations détef' minent la pose sur les lignes, est presque toujours plus que suf'
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- Usant pour les besoins du service. D’ailleurs le principe que Qous avons posé suppose que le courant envoyé par le manipulateur A ne varie pas fréquemment d’intensité, au moins d’une manière notable ; mais dans les lignes sous-marines ou dans de Vogues lignes, le courant varie pendant tout le temps de sa propagation et de son extinction, au point même de changer de sens dans ce dernier cas, par suite du courant de retour. On voit donc lue dans beaucoup de circonstances, notamment pour les lignes sous-marines, où cependant cette disposition aurait le plus d’utilité, elle ne pourrait être employée avec succès. Néanmoins, dans des cas spéciaux où le nombre des fils serait un grave inconvénient et où le phénomène de la propagation serait insensible, 11 y aurait peut-être lieu d’utiliser ce mode de transmission.
- Quand on transmet d’une station à une autre, on ne sait pas, avec les dispositions habituelles, si les signaux transmis ont été correctement reçus par l’appareil correspondant ; ce contrôle peut s’établir automatiquement au moyen de deux fils par la transition.
- Figure 29.
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- Soient A et B les deux stations correspondantes; elles ont deux fils de transmission, n° 1 et n° 2. L’un des fils, le n° 1, par exemple, servira pour les transmissions de A à B, et l’autre, le n° 2, servira pour les transmissions de B à A. Il faut que quand A envoie un courant à B, que B reçoive ce courant dans son récepteur et en envoie un autre à A, qui le recevra également dans son récepteur, sans que ce récepteur envoie de courant à B, sans quoi le mouvement se transmettrait indéfiniment d’un appareil à l’autre. De même, quand B transmet à A, le récepteur de ce dernier doit, comme po.ur la translation, envoyer un courant à B, sans que le récepteur de ce dernier renvoie de courant à A. 11 faut donc que la translation de A pour B n’ait lieu que quand A reçoit, et que celle de B pour A ne se fasse que lorsque c’est B qui reçoit; la translation dans un quelconque-des deux postes ne devra donc se faire que quand le manipulateur sera au repos, c’est-à-dire à l’état de réception. Gomme deux fils servent pour la transmission, il en résulte que les courants y sont toujours transmis dans le même sens, et que chaque récepteur peut être attaché directement à la ligne sans l’intermédiaire du maui' pulateur. Le bouton de réception Rm de cet appareil pourra donc nous servir pour établir la translation et l’enlever en temps opportun. Pour la translation, le fil de ligne doit être attaché au bouton du massif M ; au lieu de l’attacher directement, nous ne le ferons que par l’intermédiaire du manipulateur ; la figure indique le mode d’attache des fils. On voit que quand A transmet, sa pile est en relation avec le fil de ligne n° 1 ; son courant traverse le récepteur de B, le fait fonctionner ; la pile est alors mise par un de ses pôles en contact métallique avec le bouton du massif M"t de l’appareil de B, et par suite, comme son manipulateur est en repos avec le fil de ligne n° 2 par l’intermédiaire des boutons R"m, L"m, le courant étant envoyé dans le fil n° 2, il fait fonctionner le récepteur A, qui alors indique les signaux reçus
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- Par B; mais comme le manipulateur est à l’état de transmission, ta pile, bien qu’en contact par son pôle avec le massif M',, est taolée du fil n° 1, le bouton R'm du manipulateur A n’étant pas en dation métallique avec la borne L'm de cet appareil.
- Il est clair qu’au moyen de la disposition que nous avons écrite pour la transmission dans les deux sens par un seul fil, ^ serait facile de faire le contrôle automatique dans les mêmes éditions. Si A et B sont les deux postes correspondants, quand ^ envoie son courant à B, il faut que B envoie son courant à A, et cela par translation. En supposant que les deux appareils s°ient à relais, il faudra que la partie de l’appareil qui établit ta translation soit double, comme nous avons vu que devait l’être ta manipulateur dans les transmissions par un seul fil. Cette Pièce du récepteur fait, en effet, dans ce cas, fonction de manipulateur, et doit, par conséquent, être analogue à ce dernier. *ta là résulte que tous les boutons des appareils ordinaires devront être doublés ; nous désignerons donc ces seconds boutons par les dénies lettres que les premiers, seulement en minuscules, au *tau d’être en majuscules. Toutefois, comme dans le circuit des P^es locales il n’y a pas de terre, mais que les communications °nt lieu avec le pôle zinc, nous remplacerons la lettre t par la tattre z, de même nous remplacerons la lettre p par la lettre c.
- figure*ci-après indique alors la disposition des fils. (Voit' P°9e 122, la figure 30.)
- En commençant par les manipulateurs, les boutons Pm sont eii communication avec les piles de ligne des deux postes, les jetons Cm avec les pôles cuivre des piles locales des relais, les °utons Lm avec les boutons de terre du récepteur, les boutons ’* avec les boutons lr du relais, boutons qui sont chacun l’extré-des seconds fils dans lesquels on fait passer le courant des
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- Figure 30.
- piles locales qui doivent annuler les actions des courants envoyé sur la ligne. Les boutons Rm et rm sont reliés aux boutons et qui communiquent avec les massifs de la translation.
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- 123
- Quant aux récepteurs, il ne reste plus que les boutons P(, \ et zr qui communiquent, les uns, P, avec les pôles cuivre des piles de la ligne, et les autres, Z( et sr, avec les pôles zincs des piles locales des relais, puis le bouton I*, que l’on relie à la terre, les boutons Zr et Cr, que l’on relie aux deux pôles des piles locales des récepteurs ; enfin, les boutons Lr, qui sont reliés aux fils de ligne.
- Voici comment fonctionne l’appareil : supposons que A presse sur son manipulateur, alors les circuits*de la pile de ligne et de la pile du relais sont formés, le premier, par la communication Métallique des boutons L'm et P'OT du manipulateur, le fil du relais Mitre les boutons L'r et T'r, puis par le fil de ligne, l’appareil du Poste B et la terre. Le circuit de la pile locale du relais se trouve eQ même temps fermé par la communication métallique des boutons c'm et l'm du manipulateur, les deux fils du relai entre les boutons l'r et z'r du relai, et la pile qui communique par un pôle zMc avec z'r et par son pôle cuivre avec c'm. Les deux fils du relais de A étant traversés, l’un, par le courant de la pile de ligne, *’autre, par celui de la pile locale du relais qui s’annulent, cet appareil ne fonctionne pas ; mais le courant envoyé sur la ligne arrivé en B, entre par le bouton L'V du récepteur, traverse l’un des fils du relais, en sort par le bouton T’V, entre par le bouton b"m du manipulateur, en sort par le bouton R"TO, qui, au repos, est relié métalliquement avec L''m, passe ensuite par le bouton dans le premier massif du récepteur, et en sort par le bouton ls°lé I pour se rendre à la terre. Le relais n’ayant qu’un seul de ses fils traversé par le courant, fonctionne et ferme, comme à l’ordinaire, le circuit de la pile locale du récepteur, qui à son tour fonctionne ; mais en fonctionnant, ce dernier appareil rompt la communication métallique du bouton M"< avec le bouton L"t, P°ur l’établir avec P”t (cela doit se faire sans intervalle de temps
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- sensible). Le courant de la pile de ligne de B est donc envoyé sur la ligne, en passant par le bouton Wt du récepteur, R"m du manipulateur, L”m du même appareil, par le premier fil du relais entre les boutons T'V et L"r, enfin, par le fil de ligne. Il agit en sens contraire du courant de A, et par conséquent, il aurait pour résultat de faire cesser la marche de B, si, en même temps qu’il se trouve établi, le second massif m\ et le bouton z"t du récepteur n’étaient reliés métalliquement. Cette disposition ferme le circuit de la pile locale du relais de B, dont le courant passe alors dans le deuxième fil du relais et annule l’effet du courant envoyé par B sur la ligne ; l’appareil de B continue donc de fonctionner par le couraut envoyé par A. Le courant envoyé par B annulant à peu près le courant envoyé par A, il en résulte que, dans le poste A, le premier fil du relais n’est plus traversé que par un courant à peu près nul, et, par conséquent, le courant de la pile locale qui passe dans le second fil n’étant plus contre • balancé par le courant envoyé par A sur la ligne, fera marcher le relais et par suite le récepteur. Quant à ce dernier, il ne pourra pas fermer les circuits des piles locales et de ligne, ces circuits devant être complétés par le manipulateur entre les boutons l'm et r'm d’une part, L'm et R'm de l’autre. 11 résulte de là que quand A envoie son courant à B, l’appareil de ce poste en fonctionnant enverra le courant de sa pile de ligne à A, qui fonctionnera à son tour. On verra de même que quand A cessera d’envoyer son courant à B, ce poste cessera d'envoyer son courant à A, et tout rentrera dans le repos. Il faut toutefois remarquer que le manipulateur de A doit mettre suffisamment de temps entre la position d’envoi du courant et celle de réception, pour que l’appareil B cessant de fonctionner, l’appareil A ait eu le temps de revenir à la position de repos.
- Les deux appareils étant symétriques l’un par rapport à l’autre,
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- il est clair que tout ce que nous avons dit pour l’envoi du courant de A à B aurait lieu également pour l’envoi du courant de B à A.
- Pour compléter l’étude des transmissions télégraphiques, il nous reste à parler des méthodes diverses employées pour prévenir les employés qu’une dépêche va être transmise. Lorsque la communication ordinaire se trouve établie entre deux postes, on n’a pas ordinairement besoin, pendant le jour, d’un appareil spécial pour prévenir de l’arrivée d’une dépêche, puisque les employés ne doivent pas le plus habituellement quitter le bureau télégraphique. Cependant, lorsqu’un employé doit desservir plusieurs appareils, ou lorsque la rareté des dépêches ne permet pas d’exiger une attention soutenue de la part de ces agents, il convient d’avoir un mode spécial d’avertissement et qui consiste a mettre en activité une sonnerie. Quelle que soit la forme employée pour la sonnerie, elle est toujours mise en mouvement Par un courant qui peut être soit un courant de ligne, soit un courant local. Dans le premier cas, un commutateur permet d’enlever à volonté la communication des fils avec les appareils récepteurs pour les mettre en communication avec la sonnerie; il suffit le plus souvent d’ajouter au commutateur qui sert à établir les communications directes ou simultanées, une touche et un bouton dans lequel vient s’engager une des extrémités du fil de la sonnerie, l’autre étant en communication avec la terre. Hans les bureaux où ne se fait pas de service de nuit, la sonnerie Se trouve habituellement dans la chambre à coucher du chef de Service; les fils qui réunissent alors la sonnerie avec le commutateur, d’une part, et avec la terre, de l’autre, sont un peu plus longs, mais cela n’a aucun inconvénient.
- L’établissement de la sonnerie est aussi simple, quand on veut
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- ]a faire fonctionner par le courant d'une pile locale. 11 suffit alors, soit de l’intercaler facultativement, au moyen d’un commutateur, dans l’un des deux fils qui réunissent les boutons G et Z des récepteurs aux pôles de la pile, soit de se servir, pour cet usage, des boutons destinés à la translation. Au moyen d’un commutateur, on établit la communication du massif du récepteur avec la sonnerie, au lieu de l’attacher à la ligne, en mettant l’autre extrémité du fil de la sonnerie en communication avec la terre. Si l’on veut qu’une sonnerie fonctionne par toutes les lignes qui entrent dans le bureau, il faut, ou mettre une sonnerie en communication par chaque appareil, ou établir une des extrémités du fil de la sonnerie en communication avec tous les appareils du poste ; celui de ces appareils qui est mis en mouvement ferme le circuit de la pile locale de la sonnerie. Dans ce dernier cas, à moins que le mouvement du récepteur ne reste marqué, l’employé peut ne pas connaître quelle est la ligne par laquelle il est appelé. Pour obvier à cet inconvénient, on a, dans quelques chemins de fer, établi autant de relais spéciaux pour la sonnerie qu’il y a de lignes. En même temps que celui des relais qui reçoit le courant de sa ligne ferme le circuit de la pile locale de la sonnerie, il dégage un indicateur qui, par sa position, indique quel est celui des relais qui a fonctionné. Quand plusieurs sonneries existent dans un poste, si les relais dont il vient d’être parlé n’existent pas, il est de toute nécessité que les sonneries elles-mêmes portent des indicateurs qui puissent faire connaître quelle est celle des sonneries qui a fonctionné.*
- Lorsqu’une ligne comprend des postes télégraphiques d’importance diverse, on met souvent pendant le jour, en communication par translation, les postes les plus importants, et on appelle les postes intermédiaires en donnant toutes les lettres du
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- ri°m du poste rappelé, lettres que le bruit seul suffit pour faire connaître, rien que par l’ouïe, aux employés un peu exercés ; D est évident que ce moyen ne peut servir pendant la nuit. Dans les chemins de fer, la communication directe ou par translation ne s’établit pas sur des fils omnibus, c’est-à-dire sur ceux qui desservent les petites stations aussi ; pour qu’un poste Puisse transmettre une dépêche à un autre poste, il faut qu’il aPpelle successivement tous les intermédiaires pour leur demander communication directe. 11 arrive souvent qu’une fois sur la communication .directe, les postes intermédiaires y restent Pendant toute la nuit, et l’on ne peut plus rien leur transmettre. Pour obvier à cet inconvénient, plusieurs moyens ont été proposés ; tous ces moyens employaient le courant inverse du cou-ranthabituel, ce qui rendait la question peu pratique sur les lignes aériennes, et tout à fait impraticable pour les lignes sous-marines °u souterraines, où l’isolement du fil est altéré par l’envoi de durants d’électricité négative. M. Bréguet se servait, pour rappeler UQ ou plusieurs postes intermédiaires placés entre deux stations mises en communication directe, d’un appareil composé de deux électro-aimants A', A" intercalés dans la ligne à chaque station
- Figure 31.
- mterinédiaire. Une armature en acier aimanté est mobile entre *es deux pôles des deux électro-aimants ; un contre-poids P ^intient l’armature plus rapprochée de l’aimant A', quand aucun
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- courant ne passe; si le courant passe dans le sens ordinaire du travail, l'aimantation concourt avec le poids P à maintenir l’armature dans cette position ; mais quand le courant passe en sens contraire, l’aimant A' repousse l’armature qui, au contraire, est attirée par A', et ces deux forces concourent à rapprocher l’armature de A’, malgré le contre-poids. La course de l’armature est limitée par deux vis, dont l’une, celle qui se trouve du côté de A', est en communication avec l’un des deux pôles de la pile; l’autre pôle étant fixé à l’axe de l’armature, il en résulte que si, dans ce circuit, on intercale une sonnerie, elle se mettra en mouvement chaque lois que le courant passera en sens inverse des transmissions habituelles, l’armature se rapprochera de l’aimant A". Cette solution, outre l’inconvénient que présente l’emploi d’une armature aimantée, ne remplit pas toutes les conditions du problème, qui sont d’appeler à volonté l’une quelconque des stations intermédiaires, car l’appareil de M. Bréguet appelle nécessairement toutes les stations situées entre les extrêmes.
- M. Ailhaud, inspecteur des lignes télégraphiques, s’inspirant d’un procédé proposé par M. Guez, que nous décrirons plus loin, a obvié à cet inconvénient.
- Figure 32
- m
- O
- Les ressorts rt , r2, r3, r4 viennent buter contre une tige métallique m n, dont le milieu est en ivoire, de sorte que dans la
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- Position normale, les ressorts r{ et r4 appuyés sur la partie métallique communiquent entre eux, et les deux autres, appuyant sur de l’ivoire, sont isolés. Une roue, en matière isolante, fixée a l’axe de l’aiguille des minutes de l’horloge, porte à son Pourtour deux petits appendices en platine « et ê qui, pendant cioq minutes, à chaque tour complet de la roue, c’est-à-dire à chaque heure, soulèvent, en les faisant communiquer mé-talliquement, l’un * , les ressorts r{ , r2, et l’autre 6, les ressorts r3 , r4. De cette manière, pendant cinq minutes par heure, les ressorts r{ , r4 cessent de communiquer entre eux, et au contraire r{ et r2 communiquent métalliquement, ainsj •lue r3 et rk. Si donc un appareil semblable est installé dans chaque station intermédiaire, que les ressorts r4 et r4 soient reliés aux deux lignes qui y aboutissent, et que r2 et r3 soient reüés aux boutons d’entrée et de sortie du communicateur de Bréguet, on voit que pendant cinq minutes par heure chaque dation aura son communicateur intercalé dans la ligne, et que Pendant ce temps cette station pourra être appelée si son appa-reH est traversé par un courant de sens convenable. Les commutations ordinaires n’agissent pas, du reste, sur les appareils hes stations qui s’intercalent ainsi alternativement dans le circuit, a cause du sens du courant. Elles ne sont d’ailleurs influencées te d’une manière insensible par l’introduction des fils des communicateurs, qui ne doivent offrir que peu de résistance au c°urant. On a choisi 5' pour la durée de l’introduction de l’appa-tl, à cause des variations qui peuvent exister dans la marche ts divers pendules.
- M. Guez, directeur de station télégraphique eu France, à qui est due l’idée d’employer la pendule dont- est pourvue chaque station pour la rendre susceptible d’être périodiquement ap-
- ^tëe, a donné une solution du problème qui, modifiée par la
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- commission de perfectionnement instituée à l’administration centrale, est la plus pratique de toutes celles proposées jusqu’ici. Supposons que la pendule de la station à rappeler établisse à chaque heure pendant une minute les communications suivantes ; pendant les quinze premières secondes et les quinze dernières communications, par une dérivation du fil de ligne avec la pile de ligne, et pendant les trente secondes intermédiaires, communication de la même manière du fil de ligne avec la terre par l’intermédiaire du fil d’un relais qui, une fois déplacé de sa position de repos par l’effet d’un courant, reste dans cette position après la cessation du courant qu’il interrompt de lui-même aussitôt qu’il a fonctionné. Ce relais, tout en rompant la communication du fil de ligne avec la terre, ferme le circuit d’une pile locale dans lequel se trouve intercalée une sonnerie qui, par son fonctionnement, établit et interrompt périodiquement la communication du fil de ligne avec la pile de ligne. On voit que le commencement et la fin de l’introduction de la sonnerie dans le circuit seront indiqués sur toute la ligne par un courant de 15" de durée, et que pendant les trente secondes intermédiaires, tout poste situé sur la ligne pourra faire marcher la sonnerie de ce poste par l’envoi d’un courant. Il sera en outre averti que la sonnerie aura bien fonctionné par la réception d’un courant intermittent. Les choses sont disposées comme l’indique la figure ci-contre. A est une roue en matière isolante montée sur l’axe des minutes ; elle porte à son pourtour trois pièces métalliques : Ci c3 d’un côté, c2 de l’autre. Ces pièces sont en contact métal' lique avec l’axe de la roue, lequel communique lui-même mé-talliquement avec le fil de ligne au moyen d’une dérivation-Deux ressorts r, et r2 sont à droite et à gauche de la roue, et les longueurs des pièces métalliques c2, c3 sont telles qne le réssort rt se trouve par son frottement alternatif sur C\ et c3 en communication avec l’axe, par suite avec la dérivation de
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- Figure 33.
- Fil de Lig:
- Relai»
- Sonnerie
- ,+Pile locale
- Terre
- ^ ligne pendant les quinze premières et les quinze dernières fondes d’une minute. Pendant les trente secondes intermédiai-res5 c’est r2 qui est en communication de la même manière avec Ce fil, mais par l’intermédiaire de la pièce c% qui par suite est ^°uble des deux autres. Le ressort r2 est relié avec le pôle posi-fil de la pile de ligne ; le courant est donc envoyé sur la ligne Pédant les quinze premières et les quinze dernières secondes de minute ; ce qui annonce le commencement et la fin du temps godant lequel la station peut être rappelée. Le relais à quatre °ütons : l’un r2 le joint au second ressort r2 ; l’autre T le fait c°mmuniquer avec la terre ; de sorte que à un moment quel-^rique des 30" intermédiaires, il peut recevoir le courant de li-^e> toutefois la communication avec la ligne cesse par l’effet ^me du fonctionnement du relais. Des deux autres boutons, l’un S ^ attaché à la sonnerie ; l’autre Z au pôle négatif de la pile ^le. Quand le relais a fonctionné, il réunit métalliquement ces y üx boutons, et cette liaison ne cesse que par l’intervention de éployé appelé. La sonnerie a aussi quatre boutons; l’un c Cotamunique avec le pôle cuivre de la pile locale ; l’autre R avec
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- le bouton S du relais; ces deux boutons se relèvent par le fil de la sonnerie; de sorte que dès que le relais fonctionne, la sonnerie est intercalée dans le circuit fermé de la pile locale, et fonctionne elle-même tant que l’employé appelé n’a pas remis le relais dans son état primitif. Des deux autres boutons l’un r2 communique avec le ressort r2 et par suite avec le fil de ligne pendant les trente secondes intermédiaires de la minute; l’autre P se réunit au pôle positif de la pile de ligne ; ces deux boutons r2 et P sont reliés métalliquement entre eux d’une manière intermittente par l’interrupteur qui fonctionne avec la sonnerie. On voit donc que dès que le relais aura fonctionné, il ne reliera plus le fil de ligne avec la terre ; mais la sonnerie fonctionnant, un courant inter-mittent sera envoyé sur la ligne jusqu’à ce que le ressort r2, quittant son contact, le ressort ri soit mis en communication avec la ligne, et qu’un courant continu de 15" y soit envoyé ; puis que les choses se rétablissent dans leur état ordinaire, à moins que l’employé averti ne se mette, au moyen de commutateurs, en relation avec ses correspondants.
- Si les récepteurs sont des appareils Morse, la station qui appelle recevra les signaux suivants :
- La premier trait dure 15", indique la disposition du poste pour l’avertissement ; les points indiquent que la sonnerie a fonctionné, et le dernier trait, que la faculté d’avertissement a cessé pour la station. Si l’employé averti est absent plus d’une heure) comme sa sonnerie ne cessera pas de fonctionner, le correspondant recevra donc de ce poste à chaque heure un courant intermittent, sans cependant qu’il ait appelé de nouveau cette station; l’avertissement une fois donné se poursuit jusqu’à réponse de l’employé appelé.
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- § H-
- motions élémentaires sur les organes des appareils
- EMPLOYÉS EN TÉLÉGRAPHIE.
- Nous avons vu dans le paragraphe précédent que les appareils Mui composent à proprement parler la machine télégraphique s°nt : le manipulateur, qui envoie le courant ; le récepteur, qui est mu par cet agent, et le relais, qui fait à la fois fonction de ré-Cepteur et de manipulateur. Quand le manipulateur n’est pas automatique, c’est un simple commutateur ou interrupteur, qui 11 a que des formes particulières à chaque système d’appareil télégraphique ; quand, au contraire, le manipulateur est automatique, s°n mouvement est déterminé par un moteur qui est ordinairement un mouvement d’horlogerie. Nous devrons donc étudier ces espèces de mouvement.
- Les récepteurs aussi ont habituellement un mouvement d’hor-^gerie qui a des fonctions différentes, selon l’espèce de récep-teur que l’on considère ; mais, en outre, ces appareils sont munis |e plus souvent d’appareils magnétiques mis en mouvement par es courants électriques ; ces appareils sont de plusieurs espèces : n°us devrons donc les étudier, de même que les mouvements horlogerie. Quant aux relais, ils n’ont au plus que les parties nous venons d’indiquer, c’est-à-dire des mouvements d’hor-Bcrie et des appareils électro •magnétiques.
- ^hfin, les récepteurs donnent souvent des signaux imprimés ; h°us devrons étudier les divers modes susceptibles d’être employés
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- pour l’écriture des signaux. C’est dans cette dernière catégorie que rentrera l’appareil électro-chimique. Nous commencerons par l’étude des mouvements d’horlogerie :
- Dans tout mouvement d’horlogerie, on doit distinguer trois choses : le moteur, la transmission et le régulateur du mouvement. Le moteur est ordinairement un poids ou un ressort ; ce pourrait être l’électricité elle-même; toutefois nous ne ferons pas, pour cette année au moins, l’étude de cette dernière espèce de moteurs qui ne sont pas jusqu’à présent employés d’une manière nouvelle en télégraphie
- Quand le moteur est à poids, il se compose d’un cylindre am tour duquel s’enroule une corde ou une chaîne accrochée par une de ses extrémités au cylindre ; à l’autre extrémité est le poids-Le cylindre a un axe en acier qui est terminé par deux tourillons lesquels tournent soit dans des trous, soient dans des coussinets dont nous donnerons plus loin la description. Le poids sollicité par la pesanteur entraîne la corde qui, elle-même, fait tourner le cylindre ; c’est ce mouvement de rotation qui, au moyen des organes de transmission, se transforme de manière à produire l’effet désiré. La figure (34) montre cette espèce de moteur-P est le poids, d à’ la corde, A l’axe du cylindre, t l’un des tourillons. Par cette disposition, on voit que le mouvement cesserait quand la corde serait entièrement déroulée et qu’il faU' drait faire tourner le cylindre en sens inverse pour l’enrouler de nouveau et recommencer le mouvement, ce qui serait un grave inconvénient. On pourrait détacher le poids et enrouler de noü' veau la corde autour du cylindre, on éviterait ainsi de faire mar' cher tout l’appareil en sens inverse de son mouvement primitif Un mécanisme fort simple permet de faire cet enroulement saQS détacher le poids. Le cylindre ne transmet pas directement Ie
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- Figure 3^.
- Mouvement au reste de l’appareil ; une roue est mobile autour de l’axe du cylindre, en sorte qu’on pourrait faire tourner ce dernier dans les deux sens, sans mettre cette roue en mouvement, si à l’axe et tout contre la roue mobile ne se trouvait fixée mie roue de rochet, c’est-à-dire une roue échancrée sur tout son c°ntour de dents analogues aux dents d’une scie. Ces dents sont mclinées dans le sens du mouvement que le poids imprime à l’sxe ; an doigt d, ayant à son extrémité la forme du creux des dents de la roue de rochet, entre dans ces dents , il est mobile mitour d’un petit axe vissé dans la roue mobile v et est pressé c°ntre les dents de la roue de rochet par un petit ressort r, éga-
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- cours pratique:.
- lement fixé à la roue mobile. On voit qu’à cause de l’inclinaison des dents de la roue de rochet, l’axe ne peut être entraîné par le poids sans entraîner lui-même en même temps la roue mobile, car ce mouvement tend à faire entrer de plus en plus le doigt dans le creux de la dent. Mais si l’on fait tourner l’axe en sens contraire du mouvement que détermine le poids, ce qui enroule la corde en remontant le poids, le doigt sera soulevé en comprimant son ressort et ne sera pas entraîné, par conséquent la roue mobile ne sera pas non plus mise en mouvement. Si donc l’axe se termine par un prisme à base carrée, qu’on appelle carré, en tournant au moyen d’une clef à trou aussi carré cet axe en sens contraire du poids, on enroulera la corde et on remontera le poids sans faire tourner tout l’appareil en sens contraire du mouvement qu’il doit avoir. Au contraire, le poids, en entraînant le cylindre et l’axe, entraînera aussi la roue mobile et communiquera son mouvement à tout l’appareil.
- Si, par cette disposition, on est bien arrivé à remonter le poids, et par suite à rendre l’appareil susceptible de marcher de nouveau sans lui imprimer un mouvement inverse, on a néanmoins un temps d’arrêt pendant qu’on remonte le mouvement. Ce temps d’arrêt n’a pas d’inconvénient dans beaucoup de cas ; mais dans d’autres, cela pourrait être un grave inconvénient et devenir même presque un empêchement absolu, comme dans les horloges.
- Une chaîne sans fin vient s’engrener dans les gorges dentées de deux poulies Rt R2 ; les deux parties qui pendent entre les pou-lies passent dans les gorges de deux autres petites poulies rt r%, dont les chapes supportent deux poids, l’un p plus petit que l’autre P. En même temps, la poulie Ri est munie d’un encliquetage comme celui décrit précédemment, et qui ne lui permet de
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- Figure 35.
- tourner que dans le sens de la flèche. Quand les choses seront hissées à elles-mêmes, le poids P, plus lourd que p, tendra à entraîner la chaîne en faisant tourner les deux poulies dans le Sensde la flèche marquée à la poulie R2; mais comme la poulie Rf Qe peut tourner dans ce sens, il en résulte que, d’une part, le Poids p s’élèvera, d’autre part le poids P s’ahaissera en faisant r°uler la chaîne dans la gorge des poulies ri et r2 et en entraient la poulie R2 dans le sens de la flèche. Pour remonter le poids P arrivé au bout de sa course, il suffira de faire tourner Ri dans |e sens de sa flèche pour reculer le poids P, sans que pour cela cesse d’agir sur la poulie R2, qui continuera à tourner. Il est len-entendu que R2 est la poulie motrice et que Rj n’est que P°nlie de remontage. Toutes deux peuvent être montées sur le
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- même axe, à la condition que Rt sera libre sur cet axe et que son encliquetage soit attaché à une partie fixe de l’appareil.
- Au lieu de poids, on peut se servir comme moteur d’un res sort. Ce ressort se compose d’une lame d’acier, longue, mince et étroite, tournée en spirale sur elle-même, en l’enroulant autour d’un axe : si cet axe est fixe, le resssort ne sera plus maintenu, il se déroulera en faisant décrire à son extrémité libre un certain nombre de révolutions autour de l’axe. Si cette extrémité est attachée à une roue mobile autour de cet axe, elle entraînera cette roue en la faisant tourner elle-même ; c’est cette roue qui sert de moteur. Pour enrouler de nouveau le ressort autour de l’axe, il suffit de faire tourner cet axe en l’arrê tant après que l’enroulement a eu lieu; un encliquetage B (fig. 36) analogue à ceux déjà décrits, remplit parfaitement ce
- Figure 36.
- dernier objet, en permettant de s’arrêter à tout moment pendant le remontage. Il n’est pas besoin d’une disposition spéciale
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- comme précédemment pour que le mouvement de la roue motrice continue pendant le remontage qui agit dans le sens du mouvement lui-même. Ordinairement, à la roue se trouve adaptée une boîte circulaire qu’on n’a pas fermée dans la figure (36), afin d’y faire voir le ressort. Cette boîte porte le nom de barillet. *
- Les moteurs à ressort n’ont pas la même force; à tous les moments de la distension du ressort, la force va en diminuant jusqu’à zéro, et par suite le mouvement va sans cesse en se ra-lentissant. Les régulateurs, dont nous parlerons plus loin, peuvent bien empêcher les variations du mouvement, mais à la condition qu’elles seront accidentelles ou de peu d’étendue; il faut donc, quand on veut avoir un mouvement très-régulier, ou ne pas se servir de ressorts, ou employer le procédé usité dans l’horlogerie. On ne se sert d’abord que d’une partie de la distension du ressort, ce qui limite la variation ; ensuite le mouvement de la roue motrice sert à mettre en mouvement un axe, au moyen d’une corde ou d’une chaîne qui s’enroule sur un cylindre fixé à l’axe de la roue et formé du barillet ; elle se déroule de dessus un cône ayant pour axe celui qui doit être mis en mouvement (figure 37).
- Figure 37.
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- Ce cône, pour qu’il n’y ait pas glissement, est creusé au moyen d’une gorge dont la directrice est une courbe tenant à la fois de l’hélice et de la spirale, c’est-à-dire que comme l’hélice, elle forme des anneaux séparés, mars ces anneaux vont en diminuant comme dans la spirale ; cette pièce s’appelle fusée. Quand une corde est fixée par une de ses extrémités à une poulie dans la gorge de laquelle elle passe, l’effort fait en tirant la corde a d’autant plus de puissance pour faire tourner la poulie que le rayon de cette dernière est plus considérable, et cet effet es* proportionnel à ce rayon. Réciproquement l’effort qu’il faut faire pour tendre la gorge en faisant tourner la poulie est en raison inverse du rayon. De là résulte que le ressort qui tend à faire tourner le cylindre moteur exercera sur la corde une tension constante, si sa force de distension est constante et proportionnelle à cette dernière, si elle est variable. D’autre part, l’effort pour faire tourner la fusée au moyen de la corde va en diminuant, puisque le rayon de la poulie va en augmentant. On conçoit donc qu’on puisse établir une espèce d’équilibre entre la diminution de la force fournie par le ressort et la diminution de force nécessaire pour faire tourner la fusé e,de manière à avoir un mouvement à peu près constant.
- Nous n’étudierons pas, comme nous l’avons déjà annoncé, les moteurs électriques qui pourraient être employés peut-être avantageusement dans les appareils télégraphiques. Les seuls mouvements employés jusqu’ici sont les mouvements de va-et-vient de l’armature d’un électro-aimant, mouvement qui est seulement transformé en un autre mouvement de va-et-vient. Nous étudierons tout à l’heure ce mode de transformation. Quant à l'électro-aimant lui-même, nous l’étudierons dans la seconde partie de ce paragraphe.
- Nous venons de voir que les mouvements de va-et-vient des élec-
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- tro-aimants se transformèrent en un autre mouvement de va-et-vient. Le mouvement de rotation obtenu par le développement du ressort se transforme dans les appareils télégraphiques en un autre mouvement de rotation ; ce sera la seconde transformation de mouvement que nous étudierons. On a quelquefois à transformer un mouvement de rotation continue en un mouvement alternatif, c’est-à-dire de va-et-vient, c’est ce que nous étudierons en troisième lieu. Enfin, pour compléter cette étude, nous dirons quelques mots d’un mode de transformation usité dans les télégraphes des cabinets de Physique : c’est la transformation d’un mouvement alternatif en un mouvement de rotation continue. Nous avons vu précédemment comment le mouvement continu et rectiligne d’un poids était transformé en un mouvement continu de rotation.
- Quand une tige droite est mobile autour d’un de ses points supposé fixe, elle porte le nom de levier. En appliquant en uu point quelconque du levier une force suffisante, on peut vaincre une résistance appliquée, elle aussi, en un point quelconque du levier. La force qui doit vaincre la résistance porte le uom de puissance. La puissance peut se trouver soit de l’autre côté du point d’appui par rapport à la résistance, soit du côté °Pposé : dans ce dernier cas, elle peut se trouver ou entre le point d’appui et la résistance ou de l’autre côté de la résistance. On a amsi ies trois espèces de levier qu’indiquent les trois figures ci-aPrès :
- Figure 38.
- MAN
- I ?
- P
- R
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- U2
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- Figure 39. Figure 40.
- p p
- A N A
- A M ^ M
- La distance de l’une quelconque de ces forces au point d’appui est son bras de levier ; le produit de la force par le bras de levier qui lui correspond est le moment d’inertie. Pour que la puissance puisse vaincre la résistance, il faut que son moment d’inertie soit plus grand que celui de cette dernière force. La charge que supporte le point d’appui est égale à la somme ou la différence de la puissance et de la résistance, selon que ces deux forces agissent dans le même sens ou en sens contraire. L’espace parcouru par l’extrémité d’un bras de levier par un même mouvement de rotation angulaire est proportionnel à son bras de levier. De là résulte que pour agrandir un mouvement de va-et-vient, il faut augmenter le bras de levier de la résistance ; mais alors la résistance qu’il est possible de vaincre avec la force dont on dispose est d’autant moindre que l’on a agrandi davantage l’am-' plitude du mouvement. C’est le cas de transformation habituelle du mouvement de va-et-vient de l’armature de l’électro-aimant. L’action de l’aimant sur une armature diminue énormément avec la distance; il en résulte que l’amplitude de mouvement
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- qu’on peut donner à cette pièce est trop restreinte pour pouvoir être appliquée dans les machines. On l’augmente en appliquant la résistance à un long bras de levier; mais alors on diminue en proportion de l’augmentation d’amplitude du mouvement la résistance qu’il est possible de vaincre. Si, au contraire, on a à sa disposition une force faible, mais jouissant d’une grande amplitude d’action, on augmente la résistance qu’elle peut vaincre en diminuant le bras de levier de cette dernière force, mais cela aux dépens de l’amplitude du mouvement. Les leviers peuvent Qe pas être rectilignes et avoir une forme quelconque. En général, la puissance et la résistance peuvent être appliquées en deux Points quelconques d’un solide mobile autour d’un de ses points qui sert de point d’appui.
- La transformation d’un mouvement de rotation continue en un autre mouvement de rotation également continue, se fait souvent au moyen d’une courroie ou corde sans fin. L’axe ou arbre Moteur est muni d’une poulie, ainsi que l’axe à mettre en mouvement; une corde sans fin passe dans les gorges des deux poulies
- est tendue à un certain degré. La pression que la tension de la
- Figure 41.
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- uu
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- corde produit contre la gorge de poulie empêche la corde de glisser, de sorte que, soit que la corde soit mise en mouvement ou que ce soit la poulie, l’une est entraînée par l’autre. Si donc on met en mouvement l’une des poulies, elle entraînera la corde dans son mouvement, et celle-ci entraînera la seconde poulie. Les chemins parcourus par un point de la corde ou par un point de l’une ou l’autre des deux poulies sont nécessairement les mêmes ; mais, comme les circonférences sont proportionnelles aux rayons, pour que les chemins parcourus par des points de ces circonférences soient les mêmes, il faudra que les nombres de tours faits par l’une ou l’autre de ces poulies soient en raison inverse des rayons. Les vitesses de rotation Y et v seront donc en raison inverse des rayons :
- V : v : : r : R.
- La tension de la corde entre les points de tangence T et t est la même. Si la plus grande poulie est sur l’arbre moteur, il en résultera que la force qui devra produire en t la tension de la corde, devra avoir un moment d’inertie égal à celui de la résistance que la corde oppose à sa tension, en vertu de la loi des leviers que nous avons exposée plus haut. Soit 0 la tension de la dorde, il faudra donc que le moment d’inertie de la force motrice soit R 0; de même la résistance au mouvement de l’arbre résistant devra avoir un moment d’inertie égal à celui de la résistance à la tension de la corde au point t, ce sera r 0, ce qui nous fait voir que les moments d’inertie de la puissance et de la résistance sont en raison inverse des rayons des poulies. Donc, si, d’une part, on augmente la vitesse de rotation, d’autre part on augmente le moment d’inertie, par rapport à celui de la résistance. L’inverse aurait eu lieu si la grande poulie eût été sur l’arbre résistant et la petite sur l’arbre moteur.
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- Au lieu de faire mouvoir les deux roues au moyen d’une corde 8ans fm, on peut les presser l’une contre l’autre, et l’adhérence qui en résulte au point de contact fait que le mouvement de l’une entraîne le mouvement de l’autre. Du reste, les relations que nous avons établies entre la puissance et la résistance dans le cas précédent, ont encore lieu dans ce cas-ci. Ainsi les moments ^inertie de la puissance et de la résistance sont en raison inverse des rayons, et les vitesses de rotation sont également en raison inverse des rayons.
- bans ce mode de transmission de mouvement, il y a lieu de craindre le glissement d’une roue sur l’autre, ce qui aurait iné-Vltablement lieu, si la première des deux roues l’une contre 1 autre n’était pas assez considérable. C’est pour obvier à cet inconvénient que l’on a inventé les engrenages. On a muni le Pourtour des deux roues de parties saillantes qui portent le nom dents ; l’intervalle qui sépare les dents s’appelle des creux. ^es dents de chacune des roues entrent dans les creux de antre; les roues portent elles-mêmes le nom de roues dentées.
- ba forme à donner aux dents n’est pas indifférente. Il faut
- que> dans ie mouvement des deux roues, les dents ne
- ‘ ar<îueboutent les unes contre les autres, et que, par suite, le
- gouvernent ne devienne impossible. En général, la forme des dents
- e Pune des roues est arbitraire. Mais cette forme une fois fixée,
- des dents de l’autre roue s’ensuit nécessairement ; elle se <Wp •
- . efuune par une épure géométrique que nous n’avons pas à piquer ici. La figure habituellement adoptée pour les joues des est celle d’une développante de cercle ou d’un arc de cercle ^ s’en rapproche. On appelle du nom de développante de cercle courbe engendrée par L'extrémité d’un cordon flexible enroulé ut°ur {je ja cirConférence d’un cercle, et que l’on déroule ou
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- ï'iG
- développe. On donne ordinairement la môme forme aux deux joues des dents; cela est indispensable dans le cas où le mouvement doit se transmettre dans un sens ou dans l’autre.
- Le nombre des dents taillées dans chaque roue n’est pas indifférent; il est clair, en effet, que si le rapport du nombre des dents est N pour l’une et N pour l’autre, le rapport des vitesses n
- T
- des deux axes sera
- il faudra donc, sous peine d’avoir
- d’énormes frottements, que les points moyens des contacts des dents se trouvent sur des circonférences naturellement tangentes et dont les rayons seront proportionnels au nombre des dents des deux roues.
- Quand une des roues est très-petite par rapport à l’autre, elle porte le nom de pignon. Les pignons ont quelquefois la forme dite de lanterne. Ils sont alors composés de deux joues, reliés entre eux par des tiges de métal rondes, qui sont parallèles à l’axe et servent de dents. C’est cette forme qui lui a donné son nom. Bien entendu que, dans ce cas, la forme des dents de la roue qui conduit le pignon se trouve déterminée par celle des dents du pignon ; c’est, du reste, un mauvais engrenage.
- Les dents des engrenages ne roulant pas l’une sur l’autre, Ü y a un frottement qui use assez rapidement les dents, si la vi' tesse est un peu considérable ; il y aurait donc avantage à substi' tuer le roulement au frottement dans les engrenages : c’est ce qu’on obtient au moyen des engrenages appelés hélicoïdaux. Les dents sont formées comme le filet d’une vis à pas très-allongée» dont la section est celle d’une dent d’engrenage ; c’est pour ainsi dire une série de roues dentées d’épaisseur infiniment mince, dont les dents avancent les unes sur les autres de quantités infiniment
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- Petites et qui s’engrènent successivement, de sorte que le con-(act a toujours lieu sur la ligne qui joint les autres. Cet engre-na§e jouit de propriétés assez remarquables, entre autres celle de se perfectionner par l’usure, quand la forme primitive n’était Pas très-exacte : aussi arrive-t-il que, comme cette forme d’en-Srenage est assez difficile à tailler, on se contente quelquefois ^obliquer les dents de la roue et celles du pignon, et pour aug-jüeuter l’action du frottement de ces roues imparfaites, on les tourner en les saupoudrant de sable : l’usure donne aux
- fait deats de
- la roue et du pignon la forme hélicoïdale.
- ^Dans certains cas les axes de la roue et du pignon avec lequel Sengrènene sont pas parallèles, mais sont situés dans un ^Qie pjan et s’y rencontrent ; la roue et le pignon sont alors Us ks deux coniques. Dans les mouvements d’horlogerie, l’an-c e des deux axes est un angle droit. Dans le cas d’engrenages r°ues semblables qui portent le nom de roues d’angles, les places qui forment les dents ne sont plus des cylindres, mais des ^ es dont le sommet est le point de rencontre des deux axes.
- tracé des dents est plus compliqué, mais analogue à celui des r°Ues cvlindriqi
- lues.
- On qui n’
- sait aussi faire tourner un axe au moyen d’un autre axe est pas situé dans le même plan que lui. Une seule de ces
- rausmissi0ns est usitée : c’est celle où les deux axes sont per-^ lculaires entre eux. Le problème se résout en faisant engre-hépUne r°Ue dentée av€C une yis engendrée par le mouvement
- dent°ï(^ ^Une ^ent f°rme ^terminée Par la f°rme de la
- flan eiïlPt°yée. Ordinairement la dent qui engendre la vis a ses tro CS droits, et alors c’est la roue conductrice, dont les dents se lvent déterminées par la forme adoptée pour la vis. Si nous ^Posons la vis verticale, la dent, en appuyant contre le filet de
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- Figure Zi2.
- la vis qui est oblique par rapport à elle, le force à s’écarter en faisant tourner la vis autour de son axe. Cette transformation de mouvement a l’inconvénient de produire des frottements consi' dérables des dents de la roue sur le filet de la vis : aussi cette vis est-elle ordinairement en acier. De plus, comme la pression 3 lieu obliquement, elle tend au renversement de la vis, ce qul produit un frottement des tourillons contre les parois des trous dans lesquels ils sont engagés. Le seul avantage qu’ils pré' sentent, c’est de transformer un mouvement relativement lent en un mouvement très-rapide ; il suffit, en effet, que la roue tourne d’une quantité telle qu’une dent avance d’une longueur égale a11 pas de la vis, pour que celte dernière fasse un tour tout entier-Il est bien entendu que la vis ne doit présenter qu’une très-faible résistance à son mouvement de rotation. La transmission inverse) c’est-à-dire celle qui a lieu quand on veut transmettre à la roue le mouvement imprimé à la vis, est employée lorsque, n’ayant à sa disposition qu’une force faible, on veut vaincre une grande résistance ; dans ce cas, on perd en vitesse ce que l’on gagne en force.
- La transformation d’un mouvement circulaire en un mouve-
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- ^Qt alternatif se fait quelquefois au moyen d’un excentrique et d’une bielle. Cette transformation s’emploie pour transmettre a un arbre ou axe éloigné le mouvement circulaire d’un autre axe qUi egt paraiièle. La bielle est une tige métallique rigide terminée par deux trous ou deux coussinets dont les centres sont ^ uûe distance l’un de l’autre égale à la distance des axes. Dans ces trous ou dans ces coussinets roulent deux tourillons T T' fixés excentriquement aux deux roues; il est clair que ans ce cas les excentricités CT et CT sont les mêmes pour les ^eux tourillons. Il existe dans ce cas deux points morts, c’est
- Figure 43.
- T T'
- ^'dire pour lesquels l’axe qui mène l’autre n’a aucune action sur Ce dernier ; c’est lorsque les deux tourillons T et T’ se trouvent ®Ur la Ügne des centres, ou bien lorsque T ou T' se trouvent entre 8 deux, comme l’indiquent les figures ci-dessous.
- Figure 44.
- C
- T
- C
- T
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- Figure 45.
- TC T’ C'
- Lorsque, dans la disposition précédente, les deux manivelles sont inégales, l’axe auquel se trouve attaché- le plus grand levier ne peut plus faire qu’un mouvement circulaire oscillatoire donné
- Figure 46.
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- Par l’arc T'j T' T'2 dont la corde est égale au diamètre T£ T2 de circonférence décrite par le petit levier; son prolongement Passe par le centre G de cette courbe, la bielle est égale à ^ ^i ou à T'2 T'a. Le mouvement n’est pas uniforme, car pour Un mouvement fini de la petite manivelle aux points Tf et T2, 011 n’a qu’un mouvement infiniment petit de la grande manivelle aux points T'i et T'2. Ces points T* et T2 sont ce que l’on ap-Pdle des points morts.
- La transformation du mouvement circulaire en mouvement alternatif se fait quelquefois tout autrement. Un levier, muni s°nvent à son extrémité d’une roulette, s’appuie par cette pièce ®Ur le bord d’une roue garnie de dents appelées cames, qui sou-Vent le levier, lequel retombe ensuite soit par son propre poids, ®0lt par la pression d’un ressort. Les cames doivent être sem-^ at)les sur leurs deux faces, si la roue à cames est susceptible e tourner dans les deux sens. La figure ci-dessous indique cette position usitée dans certaines machines électro-magnétiques.
- Figure l\7-
- ûn modifie aussi ce mode de transformation en creusant la
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- roue, sur une de ses faces, d’une rainure dans laquelle s’engage un galet fixé à ,l’extrémité du levier. Dans ce cas, il n’est pas
- Figure k8.
- nécessaire d’avoir un ressort ou un contre-poids pour ramener le levier à sa position première. C’est ce mode de transformation qui existe dans les manipulateurs des appareils français.
- Les mouvements produits, comme nous l’avons indiqué précé-cédemment, sont plus ou moins irréguliers ; le mode de transformation du mouvement ajoute encore souvent à l'irrégularité-Pour rendre les mouvements obtenus réguliers, on emploie des pièces auxquelles on donne le nom de régulateurs. Ces régulateurs sont de diverses espèces : volants, régulateurs à force centrifuge, échappements, freins. Nous allons donner successivement une idée de chacun d’eux.
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- Lorsqu’une roue dont la jante est très-massive est mise en r°tation rapide, si celte rotation n’éprouve que peu de résistance Par elle-même, son mouvement ne peut être modifié que lente-Gcut ; elle entraîne alors le moteur qui lui imprime le mouve-Gcnt, ou lui résiste, selon que l’irrégularité de son mouvement Produit une accélération ou un ralentissement. C’est un effet de cette propriété, inhérente à la matière, que l’on appelle inertie, et qui a pour résultat d’exiger, pour produire une modification quelconque dans le mouvement d’un corps, une force propor-Lonnelle à cette modification et à la masse du corps qui la subit. ^ne roue composée comme celle dont nous venons de parler, étant appliquée à l’un quelconque des axes de rotation d’un Mouvement, régularisera le mouvement en répartissant plus ou ^Gns uniformément les variations qui se produisent dans le mo-teur. Prenons pour exemple le cas de la transformation d’un ni°uvement alternatif en un mouvement circulaire continu, indi-fiué dans la fig. 46. Nous avons vu que vers les points Gorts T4 T2, c'est-à-dire aux extrémités de la course du grand levier, il y avait une irrégularité très-grande entre le mouve-Gent alternatif et le mouvement continu. Si donc nous suppo-s°ns que le grand levier ait à transmettre, par ses oscillations, Uri Mouvement continu au petit levier, quand celui-ci sera arrivé aux points morts, il devra recevoir un mouvement fini d’un Gouvernent infiniment petit du grand levier, ce qui revient à dire ^ ce dernier ne lui communique aucun mouvement, et que aPpareil s’arrêterait, si, au moyen de la vitesse acquise par le Volant, le petit levier ne dépassait ces points morts et ne l’ame-en des points où le grand levier peut avoir action sur lui.
- action du levier conducteur sur le levier conduit est nulle aux PGnts morts, et maximun aux points de tangence T t de la bielle avec la circonférence décrite par le petit levier. Le volant en-traine son axe aux points morts et finit par être entraîné par
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- lui; ce dernier effet est maximum aux points de tangence T et t-Il est clair que le mouvement ainsi obtenu n’est pas mathématiquement uniforme; mais il approchera d’autant plus de cette uniformité absolue que la quantité de mouvement acquise par le volant sera plus considérable. Les variations de mouvement, au lieu de provenir des variations de la transmission, peuvent provenir des variations de la résistance à vaincre ; l’effet du volant est dans ce cas le même que précédemment.
- Le volant, agissant par sa vitesse acquise, régularise les mouvements dont les variations n’ont qu’une durée restreinte ; mais lorsque les variations ont une longue durée, il n’a plus aucun effet, ayant lui-même le temps de changer sa vitesse et, par suite, la quantité de mouvement dont il est doué. Pour régulariser les mouvements qui éprouvent des variations de longue durée, on agit soit sur le moteur, soit sur la résistance à vaincre, de manière à accélérer le mouvement qui se ralentirait, en augmentant la première force et diminuant la seconde, ou à agir inversement quand le mouvement s’accélère.
- Le régulateur à force centrifuge agit sur le moteur. 11 se Figure Zj9.
- A
- compose de deux petits pendules terminés par des boules assez
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- Pesantes Mi M2. Ges pendules s’articulent au sommet A, d’un axe que la machine met en mouvement ; deux autres tiges arhculées sur les premières èn by b-2 s’articulent aussi à une Quille d dans laquelle passe librement l’axe. De cette manière, eQ soulevant la douille, le parallélogramme s’applatit et les basses M2 s’écartent, ou bien, quand les masses s’écartent, la Quille se soulève. Cette douille, par son mouvement oscillatoire, a8b sur le moteur et lui donne une action plus ou moins libre, en ouvrant ou fermant l’orifice qui donne passage à la vapeur, dans les machines mues par cet agent, ou eu augmentant la ré-Slstance d’un rhéostat intercalé dans le ciïcuit, comme dans les Machines mues par les courants électriques. Quand la machine est en mouvement, l’axe du régulateur tourne, et, à cause de la force centrifuge, les masses Mt et M2 tendent à s’écarter en pre-Uant une position telle qu’il y ait équilibre entre cette force et fo pesanteur, laquelle tend à ramener les boules le long de l’axe, avec une force d’autant plus grande que ces masses sont plus sou-fovées. Si la vitesse de la machine et par suite celle de l’axe du ^gulateur augmente, les boules Mt M2 s’écarteront davantage, la douille d sera soulevée et la force motrice sera diminuée. L’in-verse aura lieu si le mouvement se ralentit. Get appareil diminue donc les variations permanentes du mouvement des
- machines.
- ü on est de même du volant à ailettes qui, dans sa forme la Pius simple, se compose de deux plans très-minces A et B, passant Par un axe mis en mouvement de rotation par la machine. La distance qu’un corps plat mis en mouvement dans l’air prouve de la part de ce milieu, croît environ comme le carré e la vitesse ; il en résulte donc que si la vitesse double, l’axe du volant éprouve dans sa rotation une résistance quatre fois Plus considérable, ce qui réagit contre cette accélération.
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- Figure 50.
- A B
- On combine quelquefois le volant à ailbttes avec le régulateur à force centrifuge. Des ailettes triangulaires,' remplaçant les masses du régulateur à force centrifuge, sont fixées aux deux côtés d’un
- Figure 51.
- parallélogramme articulé, qui sont liés à l’axe de rotation du rég11 lateur ; un ressort agissant sur la douille tend à rapprocher leS ailettes. Quand l’appareil est en mouvement, la force centrifuge réagit contre le ressort de rappel, écarte les ailettes, et de là résuit6
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- Une plus grande amplitude de leur mouvement, par suite une vitesse plus grande et une résistance du milieu à peu près proportionnelle au carré de cette vitesse. En outre, le point d’application he la résistance de l’air, qui dépend de la forme de l’ailette et tie la vitesse relative de ses divers points, s’écarte de l’axe de rotation, ce qui augmente encore l’effet de cette résistance sur l’axe et produit par suite une résistance plus considérable à l’ac-croissement de la vitesse. Quelquefois on fait en sorte que ces aües mobiles a 6, en se rapprochant de l’axe, soient plus ou moins Cachées derrière des ailettes fixes a b, ce qui revient à la même chose que si les ailettes variaient d’étendue. La résistance que cet aPpareil oppose auxvariations du mouvement est alors considérable.
- On veut quelquefois faire varier à volonté le mouvement ; si l°n ne peut agir sur la force motrice, on augmente facultativement l’effet du volant à ailettes, soit en augmentant la surface celles-ci, soit en changeant l’obliquité par rapport au mouve-ment. Elles sont alors mobiles autour de deux axes mn, m'n1 pa~
- Figure 52.
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- rallèles à l’axe de rotation M N ; quand elles sont dans le plan mrrinn1 qui passe par cet axe, elles éprouvent de la part de l’air le maximum de résistance ; quand, au contraire, elles sont perpendiculaires à ce plan, elles n’éprouvent plus qu’une résistance très-faible de la part de ce milieu.
- On se sert aussi quelquefois de freins : ce sont des leviers garnis, plus ou moins près du point d’application, d’une pièce de nature variable selon l’effet que l’on veut produire, et que l’on appelle sabot. Ce sabot, en pressant plus ou moins fort contre un des axes de rotation, s’oppose, par suite du frottement, au mouvement de cet axe, et ralentit ainsi à volonté la vitesse que donnerait le moteur.
- Lorsque le mouvement doit être très-régulier sans avoir besoin d’être continu, on régularise le mouvement au moyen d’un échappement; c’est-à-dire que le mouvement se trouve arrêté, à des intervalles de temps réguliers, par un autre moteur qui ne remplirait pas les autres conditions exigées pour le résultat que l’on veut obtenir, mais qui aurait la régularité ou la variation cherchée. Un échappement se compose d’une roue à rocbet, ces derniers étant de formes diverses selon la nature de l’échappement, et d’une pièce qui porte, comme le mode de régularisation du mouvement, le nom d’échappement ; elle sert par son mouvement à dégager et à arrêter alternativement les dents de la roue à rochet. 11 y a un grand nombre d’échappements d’espèces différentes ; nous ne décrirons que ceux qui ont été employés en télégraphie.
- L’échappement à ancre porte ce nom parce qu’il a quelque ressemblance avec la forme des pattes d’une ancre. On voit par la fiy. 53 que la roue ne peut’tourner autour de son axe, parce
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- Figure 53.
- ^Ue la dent d’une roue mise en mouvement par le moteur Vlent butter contre le bec b de l’ancre. Quand cette ancre oscille elle dégage la dent a, et la roue s’avance d’une demi-dent, après ^uoi elle egt arr£tée par la dent a' qui vient butter contre le ec &'• L’oscillation inverse dégage ensuite la dent a', fait avan-Cer la roue également d’une demi-dent et remet en prise la pre-toière dent o, et ainsi de suite. On voit donc qu’en faisant °sciller l’ancre, on détermine quand on veut la rotation de la r°Ue dentée d’une quantité égale à la moitié de l’intervalle de dents consécutives, et comme le mouvement tout entier est . au mouvement de cette roue, on le fera marcher d’une quanta fixe pour chaque demi-oscillation qu’on imprimera à l’ancre.
- Quand le mouvement doit être constamment régulier, on déter-l’oscillation de l’ancre au moyen d’un mouvement régulier, Ce^ui du pendule par exemple. Le pendule est une tige rigide,
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- légère, mobile dans un plan vertical ; il a souvent pour axe de,, rotation le système de coutèaux dont nous avons parlé précédeih-, ment. Il est bien entendu que cet axe est horizontal. A l’extré'j mité de cette tige est fixé un poids auquel on donne souvent la forme d’une lentille dont l’axe est perpendiculaire au plan d’os-
- r
- Figure 5i.
- cillation. Cette forme lui a été donnée afin qu’elle éprouvât moins de résistance de la part de l’air dans son mouvement oscillatoire. Quand ce pendule est écarté de la verticale et qu’il fait avec sa position primitive un angle si on l’abandonne à lui-même la pesanteur le ramène à la position verticale ; mais, en tombant, il a acquis une certaine vitesse ; il dépassera donc la verticale et s’éloignera de nouveau de cette direction jusqu’à ce que sa vitesse acquise ait été détïuite par la pesanteur, et il fera à ce moment avec la verticale un ahgje a". Si nous ne tenons pas compte des frottements sur l’axe de rotation et de la résistance de l’air, cet angle a" devra être égal à a', car la quantité de mouvement acquise par une chute est égale à la quantité de mtfuvement détruite par une élévation égale ; le mouvement oscillatoire continuerait donc indéfiniment. La résistance de l’air et les frottements de la „
- • h»
- suspension empêchent qu’il en soit ainsi : l’angle a» est plus petit.
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- ^Ue Sangle ce, et l’oscillation irait sans cesse en diminuant pour ® arrêter tout à fait, si on ne rendait au pendule, à chaque oscil-atl°n, la quantité de mouvement que les frottements lui ont fait Perdre. C’est pour cela que les dents de la roue, au lieu de ve-butter, comme la figure le représente, sur des plans perpen-Iculaires au mouvement, frappent contre des plans obliques, en qu’à chaque battement la roue à rochet imprime à l’ancre, ^ Par suite au balancier, un petit mouvement qui fait compensa-ll°u aux pertes que les frottements lui ont fait subir.
- Âu üeu de mettre l’échappement en mouvement au moyen des Médiations d’un pendule, on le fait aussi au moyen d’un ressort en sPirale, comme l’indique la figure ci-dessous ; du reste, le prin-^Pe est le même que celui du pendule que nous venons de décrire.
- Figure 55.
- Quand l’échappement n’a pas pour but de régulariser le moulent, mais de le faire varier à volonté, il est clair que l’obs-^cle qu’on oppose au dégagement de la roue ne doit être en au-
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- cime façon influencé par le mouvement de cette pièce ; il devi’a donc présenter à ses dents un plan perpendiculaire à la direction de leur mouvement. On a donné à l’échappement, dans les ap' pareils télégraphiques primitivement employés, la forme qu’in' dique la fiy. 56. A l’axe d’oscillation de l’échappement on a fi*15
- Figure 56. Figure 57.
- deux lames d’acier obliques l’une par rapport à l’autre, mais d’une obliquité telle, fig. 57, que vues suivant la direction de l’axe d’o?' cillation, l’une recouvre un peu l'autre. Les dents de la roue a rochet viennent ainsi rencontrer successivement les deux laines selon que par la position extrême de l’oscillation l’une ou l’auto se trouve dans le plan de la roue. Du reste, par la disposition qüe nous avons indiquée, la dent rencontre nécessairement la première lame d’abord, la seconde ensuite.
- Toutes les machines se composent donc en définitive d’un cef' tain nombre d’axes tournant avec plus ou moins de rapidité. Ce» axes sont terminés par des parties plus minces, appelées tourillon5 ou pivots, qui tournent dans des trous ronds en frottant contre leurs parois. Ce mouvement produit un glissement plus ou moin3 grand, et par suite un frottement, selon la nature des deux métaU* frottants et selon l’état de leurs surfaces. Si un corps gras est -interposé entre eux, le frottement diminue beaucoup ; il faut donc avoh soin d’entretenir d’huile toutes les parties frottantes des ma'
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- chines. Plus les pivots sont gros, plus la résistance que le Frottement oppose au mouvement de l’arbre est éloignée de son axe, et par conséquent plus il a de puissance; il faut donc rendre ces Pwots aussi minces que possible ; mais, d’un autre côté, il faut ?u ils aient une grosseur qui leur procure une solidité suffisante. général, pour avoir le moins de frottement possible il faut les corps frottants soient de dureté différente. 11 est bien étendu que le corps le plus mou s’use le plus; il faudra donc eniployer pour les arbres les métaux les plus durs et les plus résistants, tels que l’acier, le fer, et réserver les autres pour les Pmces où se trouvent les trous. Afin d’éviter le ballottement des arbres on fait porter le bord des trous dans lesquels tournent leurs pivots contre des parties saillantes que l’on appelle em-bases ou collets.
- Les trous sont souvent percés dans des pièces d’un seul mor-eeau que l’on évase du côté extérieur afin de diminuer la lon-8ueur de la portée des pivots et par suite leur épaisseur. Le plus souvent ces pièces sont composées de deux parties attachées une sur l’autre au moyen de vis ; elles portent le nom de cous-smets et ont la forme indiquée dans la figure ci-contre.
- Figure 58.
- Lorsqu’il n’y a pas lieu de craindre que l’arbre soit sou-°u ne se sert que de la moitié inférieure du coussinet.
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- Quand le coussinet a deux pièces, la pièce supérieure est percée d'un trou qui pénètre jusqu’à l’axe et par lequel on introduit l’huile qui doit lubréfier ce dernier.
- Dans certains cas on obtient un frottement plus doux en terminant les pivots par des pointes en forme de cône qui pénètrent dans des trous aussi en forme de cône, mais un peu plus ouverts. Cette pièce porte alors le nom de crapaudine et est faite des matières les plus dures : dans l’horlogerie, ces crapaudines sont souvent en pierres précieuses.
- Lorsque le mouvement doit être doux, bien que l’arbre doive cependant avoir de fortes dimensions, on emploie, pour diminuer le frottement, l’artifice suivant : une série de petits cylindres ap-
- Figiîre 59.
- pelés galets sont disposés circulairement et maintenus à la même distance les uns des autres au moyen d’axes s’engageant dans des trous pratiqués dans deux plaques circulaires qui font fonction de chappes. Ces galets sont tangents extérieurement à l'arbre et in* térieurement au trou dans lequel l’arbre doit tourner et qu’ofl fait plus grand que lui. De cette manière, l’arbre roule sur les
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- Bolets et ceux-ci sur la partie intérieure du trou. On n’a ainsi Qu’un frottement de roulement bien moindre que celui provenant du glissement. Nous ne tenons pas compte du frottement des axes des galets dans leurs trous, mais ce dernier est très-faible a cause du peu de pression que les axes supportent, et en outre de la finesse qu’on peut alors leur donner.
- Quand on n’a pas à craindre l’enlèvement de l’axe de dessus Son support, on le place au point de rencontre de deux roues
- Figure 60.
- Qui se croisent. Ces roues sont assez grandes, de sorte que l’ar-^re fait un grand nombre de tours pour un seul des roues. De cette manière la résistance des axes des roues a peu d’effet sur le mouvement de l’axe principal qui agit sur un grand levier.
- Lorsque la rotation ne doit pas être complète, on fait tourner 1 axe sur les tranchants de deux prismes triangulaires appelés c°uleaux, qui portent sur deux pièces planes ou légèrement con • caves ; les couteaux et leurs plans doivent être, les uns et les autres, en matière très-dure. On substitue ainsi un roulement très-faible, celui de la tranche du couteau, nécessairement tou-
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- jours un peu arrondie, au frottement par glissement. Toutefois il est clair que l’axe ainsi disposé ne doit avoir aucune tendance à être entraîné dans le sens du plan sur lequel il appuie.
- Les trous ou les coussinets sont portés par des plaques de métal qui portent le nom de platines. Les platines sont maintenues à la distance qu’elles doivent avoir au moyen de cylindres métalliques fixés aux plaques par des vis. Ces cylindres portent le nom de pilier.
- Afin d’ajuster les axes à la distance convenable pour que les roues s’engrènent facilement, on perce souvent la roue de trous assez grands pour que les axes y passent librement, et les trous des pignons sont pratiqués dans des pièces additionnelles que l’on assujettit sur la plaque au moyen de vis ; ces pièces portent le nom de ponts. Quand l’axe doit dépasser l’une des platines on donne au pont la forme du Z aplati ou de deux ZZ accouplés.
- Figure 61.
- § III.
- DES ORGANES DES APPAREILS TÉLÉGRAPHIQUES MIS DIRECTEMENT EN JEU PAR LES COURANTS.
- Nous avons vu que les signaux télégraphiques étaient produits par les variations de durée et de sens qu’éprouvent les courants
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- ^étriqués envoyés sur les lignes ; il faut donc qu’à l’extrémité Se trouvent des organes qui manifestent la présence de ces courts et souvent leur sens. Un courant peut manifester sa pré-SeQce de diverses manières, en agissant sur les organes de l’homme ou des animaux par les actions physiologiques qu’il pro-ou en agissant soit sur les conducteurs, soit sur les corps Magnétiques qui se trouvent à sa portée.
- ha première propriété ne peut fournir à proprement parler un système télégraphique ; ce serait plutôt un moyen de correspondance secrète entre deux personnes en présence d’un public : aüssi n’en parlerons-nous pas. L’action qu’un courant exerce sur s°n propre conducteur varie avec la nature de ce conducteur ; Mnsi si le corps est chimiquement simple ou plutôt radical, il conduit l’électricité en s’échauffant plus ou moins, selon la résistée qu’il oppose au passage du courant; cet échauffement Peht aller jusqu’à l’incandescence : si le corps est composé, le c°urant le décompose en ses éléments. Cette dernière action est ^ seule qui serve en télégraphie : elle donne les appareils connus s°us le nom d’appareils électro-chimiques. L’action du courant sur les corps magnétiques est diverse : si ce corps est un aimant Permanent, comme une aiguille aimantée, il la dévie jusqu’à ce d’elle occupe une position perpendiculaire à ce courant ; si le Corps n’est pas aimanté et qu’une portion du conducteur fasse un certain nombre de circonvolutions autour de lui, ce corps s’aidante. Ces deux dernières actions sont employées 1 une et 1 autre erl télégraphie ; nous aurons donc à étudier successivement les trois modes suivants de manifestation du courant, savoir : 1 action chimique, l’action sur les aimants, et celle sur les corps magnétiques non aimantés.
- Nous avons vu que lorsqu’un courant traversait un corps corn-
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- posé de deux radicaux simples ou composés, il les séparait; I’ufl se rendant à l’électrode positif, l’autre à l’électrode négatif, e® se combinant avec eux s’ils en sont susceptibles. Si le ^el décomposé était incolore et que les produits de la décomposition fussent colorés, on voit que le passage du courant donnera ufl produit coloré. Les deux sels que l’on peut employer sont l’io-dure de potassium avec des électrodes en platine, et Je cyanure double de potassium et de fer avec un électrode positif en fer. Le premier donne à l’électrode négatif de l’iode de couleur violette, et le second à l’électrode positif du bleu de Prusse fortement teinté en bleu. Voici les formules qui indiquent ces décompositions : l’iodure de potassium a pour formule Kl, le potassium qui se rend à l’électrode positif décompose l’eau, et on a sur cet électrode de la potasse et de l’hydrogène, sur l’autre de l’iode; toutefois, cet état de choses ne subsiste pas longtemps, par suite de la volatilisation de l’iode et de sa dissolution dans la potasse produite. La trace du courant n’est donc pas permanente, c’est ; pour la télégraphie un grave inconvénient qui n’est pas coin- | pensé par la facilité de la décomposition de cette substance p»r le courant.
- Le cyanure jaune de potassium et de fer ou prussiate jaune de potasse a pour formule Fe Gy -f- 2 RCy-f- 3 HO. Trois de ces équivalents sont décomposés par trois équivalents de courant et l’électrode positif, en se dissolvant, donne du bleu de prusse 3 Fe Gy-f~2Fe2 G y3 insoluble, et par conséquent très-stable ; sa couleur est comme on sait d’un bleu très-intense ; malheureusement sa décomposition ne se fait que difficilement par le passage du courant ; de là résulte la nécessité de rendre le produit acide au moyen d’acide chlorhydrique; on a ainsi un dégagement perpétuel d’acide chlorhydrique et d’acide prussique, nuisible pour la santé des employés et pour les appareils. Voici comment
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- **•' ®ain préparait cette substance : il versait de l’acide nitrique une dissolution de prussiate jaune de potasse jusqu’à ce 1üe sa couleur devint d’un vert foncé; il versait alors de l’acidé ^lorhydrique qui la ramenait au blanc, et c’est cette liqueur (1M était soumise à l’action décomposante du courant.
- ( Pour obtenir des signaux au moyen de liqueurs susceptibles ^ être colorées par la décomposition qu’éprouve le courant, ou im-j^êgne avec cette liqueur du papier, et on fait courir sur lui soit sdeux électrodes si le papier n’est placé que sur une substance ls°laate, soit sur l’un d’eux si la feuille est en contact sur une masse Métallique en communication avec l’autre électrode. La première Méthode est préférable, car le courant éprouve moins de résis-taQce et les signaux sont plus nets, le courant n’éprouvant pas |Me dispersion à travers le papier pour atteindre l’autre élec-0(le* Quand le papier est complètement humide comme dans le M'océdé Bain, il est impossible de faire mouvoir le papier en M sur lui; il faut, soit faire mouvoir les électrodes, ce qui
- est f * . j
- lres-difficile à cause de la permanence des communications lVec ^es pôles de la pile, soit placer le papier sur une plaque jjUl se meut. M. Bain se servait d’un plateau tournant sur lequel Plaçait le papier, et le style en fer s’éloignait du centre du eau à mesure que ce dernier tournait. Il en résultait que la ^Miite du style décrivait une spirale sur le papier, et que sa trace Marquée en bleu pendant toute la durée du passage du °urant. Nous parlerons plus loin des inconvénients qu’offrait son ^stème au point de vue télégraphique ; nous n’avons ici pour
- but
- que d’indiquer un procédé d’impression de signaux au Moyen de la décomposition qu’opère le courant passant au tra-Vers (lo papier humide.
- ^°Ur terminer avec l’impression électro-chimique, nous allons
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- décrire les modifications introduites dans le mode d’impression* de M. Bain. M. Pouget, inspecteur des lignes télégraphiques, re*J connaissant l’inconvénient que présentait le dégagement des vapeurs acides provenant du liquide de M. Bain et la difficulté que présente la lecture de signaux tracés en spirale, a modifié*' de la manière suivante le liquide de M. Bain. Il a pris du prus-!! siate de potasse seulement, et il l’a mélangé avec de l’azotate d’ammoniaque cristallisé, et la composition du liquide employé
- était la suivante :
- Eau................................100 parties.
- Azotate d’ammoniaque cristallisé. 150 —
- Prussiate jaune de potasse. ... 5 —
- L’azotate d’ammoniaque qui est un sel déliquescent avait pouf but de maintenir le papier à un degré suffisant d’humidité; pouf que le papier n’eût pas besoin d’être fraîchement préparé, ^ augmentait également la conductibilité de l’électrolyte ; le papier avait en outre une solidité suffisante pour être découpé cfl bandes et être entraîné par son passage à travers un laminoir ce qui donne des signaux tracés en ligne droite. Ce papier de' vail toutefois être conservé dans des pots de grès pour conserver l’humidité suffisante; il avait alors quelquefois l’inconvénient dc se moisir. Le papier ainsi préparé offrait une résistance très-considérable au courant : aussi M. Pouget n’opérait-il la décomp0' sition qu’au moyen d’une pile locale, dont le circuit se forma** par le passage du courant de ligne au moyen de l’appareil connu sous le nom de relai.
- D’autres constructeurs n’emploient pas de papier préparé d’avance, ils préparent le papier au fur et à mesure de son déroulement, en le faisant frotter contre le bout d’une éponge qui plonge dans le liquide. C’est ce procédé qui a été employé dans
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- Appareil, système Gintl, qui se trouve au musée de l’admi-^tration télégraphique.
- ^es traces marquées sur du papier imprégné d’un électrolyte, ^entent plusieurs inconvénients ; tant que le courant passe, ^ei1 qu’affaibli il marque une trace sur le papier; aussi 8 Prolongations du courant provenant de la décharge du fil, que je couran|; a cessé d’être envoyé sur la ligne, est-elle ^ grave obstacle à la rapidité des signaux. Quand la ligne est les^eU ^0n^ue ou s°us-marine, les points deviennent des traits, 1Qtervalles entre les éléments des signaux disparaissent, et
- 11 a bientôt plus qu’une ligne continue variant seulement épaisseur dans les intervalles correspondants à l’absence d
- envoi
- c°urant. Bien entendu que l’emploi du relai lève compléte-
- d
- du
- j?eiî| Cette difficulté. Les styles frottant contre du papier humide graillent, se chargent de grumeaux qu’on est obligé d’enlever gemment. Enfin, M. l’abbé Caselli, inventeur d’un système (j^t°^raPhique, prétend que les électrodes se polarisent, ce qui ,0r^e des marques anormales sur le papier. On sait que j]s^Ue des électrodes servent à décomposer un corps quelconque, Se chargent l’un et l’autre d’une couche mince des radicaux r rés Par l’électrolyte; la tendance qu’ont ces radicaux à se eabiner, détermine après le passage du courant un courant e sens inverse.
- jj ^°rseest l’inventeur du système d’impression des signaux; pap^1^1 ^vers systèmes : l’encre ordinaire, la combustion du Pou r aU Ino^eT1 d’un fil traversé par un courant assez fort Se ^ 8 ^chauffer de manière à noircir le papier avec lequel il Papi UVait Gn con,;acl:• ^ s’arrêta en dernier lieu au gaufrage du ti^ r aU Iïl°yeri d’une pointe sèche. Une bande de papier est au rooyen d’un laminoir composé de deux rouleaux dont
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- l’un est rais en mouvement par un moteur quelconque; l’un 4? deux rouleaux est entaillé en son milieu de manière à présent une rainure. Le style est placé de manière qu’en pressant coutre le papier il le force à entrer dans la rainure. Il presse le pap^ chaque fois que le courant passe et pendant toute sa durée, ét^1 fixé à une des extrémités d’un levier, à l’autre extrémité duq^ est fixée l'armature mobile d’un électro-aimant mis en activité soit directement par le courant de ligne, soit par un courant ^ pile locale, dont le circuit est formé par un relai mis en mouVe ment par le courant de ligne. La première disposition ne pel1 avoir lieu que pour des lignes extrêmement courtes, à cause ^ la force considérable qu’exige le gaufrage du papier, et que peut produire l’aimantation engendrée par un courant d<ï affaibli par la résistance que lui aurait offerte un conducteur & grande longueur.
- Ce gaufrage du papier présente plusieurs inconvénientj 1° iecture difficile, qui ne peut avoir lieu que suivant une dir^j tion fixe par rapport aux rayons éclairants, ce qui complfo l’installation des postes ; 2° courant considérable et par suite $ ploi du relai, ce qui complique l’appareil aux dépens de la inar^! régulière des transmissions. Aussi s’est-on efforcé de changer^ mode de signaux ; c’est pour obvier au premier de ces incon^ nienls que M. Pouget avait si heureusement modifié le procc^ de Bain, et l’avait combiné avec le relai employé par Morse, tfa)' inventé par M. Wbeatstone.
- jg
- M. le docteur Dujardin, de Lille, avait précédemment et dès
- commencement de l’établissement des lignes électriques en FraDcf
- c(y
- essayé de modifier le procédé Morse et d’avoir des signaux y lorés au moyen d’un faible courant. Il faisait plonger dans uI1 encrier une pointe fixée à l'extrémité d’un levier mis en ^
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- '6nien tpar un électro-aimant : quand le courant passait, la pointe soulevée et toute humide d’encre venait marquer un point du papier. Ce système ne pouvait donner que des points. ; ‘ Dujardin avait formé un alphabet qui n’exigeait qu’un petit 5°uibre de points. L’emploi de l’encre ordinaire, qui se sèche et ’Dd se renverse facilement, est un grave inconvénient que pré • SeQtent également quelques systèmes dont nous allons parler.
- Du Allemand, M. John, pour avoir les signaux de M. Morse c°uiposés de traits et de points, fit plonger dans l’encre ordinaire Uri Dre-ligne qui s’y chargeait ‘d’encre et était par conséquent Susceptible de marquer sur le papier un trait d’une certaine n§ueur. A peu près en môme temps que MM. Digney frères proposèrent le système que nous allons décrire tout-à-l’heure, ‘ ’ J°ku substitua au tire-ligne une molette plongeant toujours QsPencre liquide, et qui, en étant pressée contre le papier, était traînée par le frottement de ce dernier et venait ainsi appli-^üer ks divers points de sa circonférence sur lui, en y marquant Utl irait quand le contact avait été suffisamment long.
- Digney frères, avec le concours de M. Félix Baudoin, inventè-reïlt en même temps que M. John la molette et l’appliquèrent d’une ^aière beaucoup plus heureuse que lui. La molette s’encre dans ^?}stème non plus en plongeant dans l’encre ordinaire, mais en ^ Pressant contre un cylindre garni d’un drap et imbibé d’encre ^lrQprimerie. La molette n’est plus ici placée à l’extrémité du ejVl^r ^primeur, comme dans le système de M. John; elle est fixe, j, Cest le papier qui est pressé contre la molette au moyen de extrémité du levier recourbée et taillée en lame, ce qui ne fait sser le papier que suivant une ligne mince. Cette disposition Ul beaucoup la construction et permet d’imprimer à la mo-
- ktti
- e mouvement de rotation en sens inverse de celui que
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- il h Cours pratique.
- tendrait à lui imprimer le papier, ce qui donne une grande fl®1' teté aux signaux ainsi tracés. Ce système d’impression est sà'1' conteste celui qui présente le plus d’avantages. 11 exige ^ faible force pour être mis en mouvement, et peut être ainsi fl11' directement en mouvement par le courant de ligne.
- M. Wheatstone, pour diminuer encore la force exigée et P011, pouvoir ainsi former avec sécurité des signaux au moyen ^ l’inversion des courants, est revenu à l’emploi de l’encre naire. Son encre est contenue dans un godet dont le fond e‘ percé d’un trou capillaire. On connaît la propriété des tul^ capillaires, laquelle consiste à ne laisser passer les liquides # comprimés sous une certaine pression ; une pointe s’enfo^ dans le liquide, et en s’abaissant peut passer par le trou cap1' laire; on conçoit qu’inévitablement elle est chargée d’une g°ü\ telette d’encre qui se dépose sur le papier contre lequel vie11'; butter la pointe. C’est un procédé très-ingénieux, mais qui111 peut donner que des points et qui offre tous les inconvéni^ de l’emploi de l’encre liquide ; mais comme la seule force ’ vaincre est le frottement du liquide, une force très-faible su$ pour mettre l’appareil en mouvement.
- On peut aussi marquer des traits sur le papier au moyen d’^ crayon qui, fixé à l’extrémité du levier mis en mouvement PjI le courant, vient s’appuyer lorsqu’il passe sur une feuille ^ papier; mais le crayon s’use et ne marque bientôt plus de trace' M. Froment a eu l’heureuse idée de faire tailler automatiqne/ ment le crayon, en lui imprimant un mouvement de rotationsUf lui-même ; on voit que le crayon a ainsi toujours la forme $$ cône. M. Bréguet a aussi proposé d’avoir une molette en nnIie de plomb tournant sur elle-même. Néanmoins, si on forme deS signaux ordinaires composés de traits et de points, on ser^
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- 4e rapprocher le crayon au fur et à ipesure qu’il s’use-Iai1- M. Froment a substitué au contact plus ou moins prolongé av<* le papier, un contact permanent, mais variable de position ^aQs le gens perpendiculaire au mouvement de la bande de j^Pier. Quand le courant ne passe pas, le levier étant au repos, e papier marque une ligne sur la bande ; quand le courant Passe, le levier s’écarte à droite et le crayon marque une ligne buPérieure sur le papier : on a ainsi des signaux analogues aux Sülvants dans lesquels les sommets des
- ^ renversés correspondent aux points des signaux actuels, et les ^aits de la ligne supérieure aux traits actuels. Le signal précé-^ent correspond donc au signal Morse suivant :
- Les Anglais se servent d’un télégraphe dans lequel les signaux formés par la combinaison des oscillations d’une aiguille; 0ri se sert d’une, de deux ou de plusieurs aiguilles. Ces aiguilles Pavent être mises en mouvement soit par un cadre galvanomé-Çue agissant sur une aiguille aimantée, soit par les pôles d’un ctro-aimant agissant sur un seul pôle d’un barreau aimanté,. SUsceptible d’osciller autour de son centre. Le mouvement de ^ aPpareils n’est gêné que par de faibles frottements, aussi une
- Ce légère est-elle parfaitement suffisante pour les mettre en ^tivité.
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- D’autres télégraphes, auxquels nous donnerons le nom de télé' graphes à échappements, se composent d’un mouvement d’horlogerie dont l’échappement se fait au moyen de l’armature d’u0 électro-aimant fixé au balancier : le mouvement se trouve aiusl fixé par le passage du courant, et indiqué par la position d’ufle ou plusieurs aiguilles. Quelquefois ces signaux sont imprimés1 l’aiguille est alors remplacée par une roue portant à sa circon-férence, gravés en relief, les différents signes que l’on veut produire. Quand, par suite d’un nombre convenable d’émissions de courants, le signe à produire est arrivé au point où l’impression est susceptible de se faire, la lettre se trouve pressée fortement contre le papier, et comme les lettres sont toutes encrées par leur frottement contre un rouleau imprégné d’encre d’imprimeriCi la lettre se trouve par cela môme imprimée. La pression réciproqn6 de la lettre et du papier peut se faire soit par le déplacement de la roue type, soit par celle de la seule lettre à imprimer (Ie8 lettres ne sont alors fixées à la roue que par des ressorts), soit enfin par pression du papier contre la roue à types. Ces mouve* ments peuvent se produire de diverses manières : par le déclan' chement d’un mouvement agissant sur un marteau, ou par ^ production directe de ce mouvement du marteau. Ces deux effet8 ont lieu au moyen d’un électro-aimant spécial qui n’agit pas pen' dant le mouvement de la roue type, soit que ce mouvement rompe son aimant, soit qu’il ne cesse d’agir sur son armature que lorsque le courant cesse d’exister pendant un temps suffi' samment long, ou qu’au contraire il n’agisse sur cette pièce ql,e lorsque le courant agit pendant un temps suffisamment long-Enfin, on peut faire en sorte que l’aimant qui détermine l’in1' pression n’agisse que par un courant d’une énergie déterm1' née ou de sens convenable, ou provenant d’un fil autre (pe celui qui sert à produire le signal. L’électro-aimant qui agit directement sur le marteau imprimeur doit avoir une grande force?
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- ^ nc peut donc être aimanté que par le courant d’une pile locale dont le circuit est fermé par un relai, lorsque l’impression se lr°uve déterminée par un courant provenant de loin et ayant Par conséquent parcouru une grande résistance.
- voit, d’après ce que nous venons de dire des pièces qui s°nt directement mises en mouvement par les courants, que ce ^cuvement est produit soit par un cadre galvanométrique agis-Sant sur une aiguille aimantée, soit par un électro-aimant agis-Sant sur son armature. Pour compléter cette étude, nous indiquerons une disposition susceptible d’être employée pour Pr°duire un mouvement au moyen d’un courant aussi faible ^Ue l’on voudra : c’est une espèce de rhéoscope qui, dans cer-la*nes circonstances, pourrait peut-être être employé avec avantage. Déterminons donc les dimensions et la forme des 1Verses pièces qui composent ces organes des appareils télé— £raphiques} dans le but de produire tel ou tel effet.
- cadre galvanométrique agissant sur une aiguille aimantée, , Peut donner qu’une force très-faible, aussi ne doit-on chercher Produire avec cette faible force que des effets faibles aussi Pr°nipts que possible.
- ^°us avons déjà vu bien des fois qu’un moyen de rendre
- P*Us rapide le mouvement d’une pièce, était d’alléger celte
- Plèc* autant que possible, puisque la force nécessaire pour
- tïlçdre en mouvement un corps est proportionnelle à sa masse
- ^ la vitesse imprimée ; d’où résulte que pour une force don-
- plus la masse sera faible, plus la vitesse imprimée sera
- ^rande. L’aiguille du galvanomètre devra donc être allégée
- *Ütant que possible, mais il faut que la force ne soit pas dimi-
- e Pour cela : car, dans ce cas, on perdrait d’un côté ce
- qüe ,, ’ ’ ’ r
- 1 °n gagnerait de l’autre ; aussi, la forme en losange que
- Octobre 1859. 12
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- l’on donne ordinairement aux aiguilles des galvanomètres n’est-elle pas heureuse ; un barreau prismatique est préférable La force qui agit sur le barreau est proportionnelle au nombre de tours que le conducteur fait autour du cadre, et comme c’est le barreau qui seul est mobile, il y a avantage à ce qlie le barreau ait une masse moindre, quitte à ce que son moment magnétique (1) soit moindre, pourvu que le nombre de tourS que fera le conducteur compense cette diminution.
- L’action d’un courant sur un barreau suspendu est propos lionnelle au nombre de tours et à l’intensité du courant, nia*8 cette dernière quantité est en raison inverse de la résistance qu° le courant doit vaincre; de là résulte que la diminution d’épaisseur du fil conducteur enroulé sur le cadre galvanométrique si la couche de fil garde une épaisseur constante, agit de deu* manières différentes et contraires sur l’action que le courant exercera sur l’aiguille. D’une part, elle augmente cette action puisqu’elle permet d’envelopper le cadre d’un plus grand nombre de fils ; d’autre part, elle la diminue en en augmentant la résistance au courant, et par conséquent en diminuant son intensité. On peut se demander dans quelle proportion se pn0' duisent ces effets contraires, et quelle sera la dimension ^ plus avantageuse à donner au fil.
- Nous avons vu (page 63) que l’effet sera maximum quand on aura donné au lil une section telle que la résistance du fil gai' vanométrique enveloppé soit égale à celle que le courant éprouV6 en dehors de l’instrument.
- (1) Le moment magnétique d’un barreau est le produit de sa fofCe magnétique par la distance du pôle au centre du barreau; ainsi ' 1,11 barreau de môme force qu’un autre, mais dont la distance des pôles se1"* deux, trois fois plus considérable, aura un moment magnétique deux, tr°lS fois plus considérable que le premier.
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- devrait donc habituellement adopter cette disposition, si ^autres considérations ne forçait pas de s’écarter de cette rè§le. D’abord cette loi suppose que le courant est établi d’une Manière définitive. Si le temps que met le courant à atteindre Cet état stable est considérable, soit par la longueur du conducteur, soit par l’effet d’induction, et par suite de condensa-b°n électrique qui a lieu dans les conducteurs sous-marins, on ^evra se tenir au-dessous de la limite que nous venons d’indiquer, laquelle ne donnerait plus, dans ce cas, le maximum de vdesse pour le mouvement de l’aiguille.
- l’our augmenter l’action du courant sur l’aiguille, on le fait s°uvent agir par l’intermédiaire d’un électro-aimant, entre les Pôles duquel oscille l’aiguille. En appliquant au fil de l’électro-%iant le même calcul que pour le fil du galvanomètre, on Couverait que pour obtenir le maximum d’effet, il faut que la distance du fil soit égale «à celle de la ligne. Toutefois, dans Ce calcul, on ne tient pas compte de diverses circonstances, telles l’épaisseur de l’enveloppe du fil, sa forme, etc. Mais comme les télégraphes à aiguilles ne sont pas employés en France, nous ne Parlerons des modifications à apporter au calcul dont nous irions qu’en traitant des électro-aimants avec armatures, ce ^Ue nous allons faire maintenant.
- Les électro-aimants sont des pièces composées d’un noyau fer enveloppé d’un fil conducteur recouvert d’un corps ls°lant, afin de séparer les unes des autres les diverses fiouls de fil. Ces électro-aimants ont un certain nombre de points reftiarquables appelés pôies, qui sont les points d’application des résultantes des forces magnétiques qu’on peut développer dans Un aimant. Ces électro-aimants s’aimantent lorsqu’un courant lraverse le fil qui les enveloppe et se désaimantent lorsqu’il Cesse; l’aimantation est proportionnelle dans une certaine li-
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- mite à l’intensité du courant (1). On appelle armatures mobiles les pièces de fer ou d’autre métal magnétique qu’attirent ces aimants temporaires ; celte attraction est proportionnelle au carré du magnétisme de l’aimant, et par conséquent au carré de l’intensité du courant qui détermine cet état. Lorsque l’armature est elle-même aimantée, l’attraction est de beaucoup augmentée.
- On peut donner aux noyaux en fer des électro-aimants diverses formes ; les plus usitées sont la forme en barreau et celle en U ou en n. La première, qui n’a qu’un noyau cylindrique, a son fil recouvert enroulé sur une bobine dans l’axe de laquelle passe le fer à aimanter. Pour la forme U ou en n, on emploie deux bobines dans l’axe desquelles passent les branches du fer. La forme la plus usitée en télégraphie, la seule usitée en France, est la forme en n; les deux branches sont des cylindres en fer, la traverse est une barre de fer carrée ou rectangulaire fixée aux branches par deux vis. La traverse porte aussi le nom d’armature fixe. D’autres formes ont été proposées ; on a fait entre autres des électro-aimants à trois branches parallèles réunies par une traverse, dans lesquels la branche du milieu était seule armée d’une bobine. D’autres électro-aimants étaient composés d’un axe cylindrique en fer sur lequel était fixée la bobine, qui* elle-même, était enveloppée d’un cylindre creux en fer formant manchon. L’armature fixe était alors un plateau circulaire en fer fixée par des vis à l’axe et au manchon ; l’armature mobile
- (1) Cette proportionnalité n’a pas lieu indéfiniment; il semble résulter deS dernières expériences qui ont été faites sur ce sujet que pour chaque aimant, il existe un maximum d’intensité magnétique qu’on ne peut dépasser; de Ü résultera qu’en approchant de cette limite, on ne verra pas à chaque augmentation de courant, correspondre une augmentation correspondante de magnétisme, mais que cette dernière ira en diminuant pour devenir null® quand le courant sera infini.
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- est un anneau plat de largeur, un peu plus grande que le vide existant entre le manchon et le noyau ou que l’épaisseur de la bobine.
- Ici se présentent ces questions : quelles doivent être la nature, ta forme et les dimensions des noyaux ? Pour les résoudre exami-n°ns les diverses circonstances de l’aimantation. Presque tous tes corps, si on admet la théorie de M. Edmond Becquerel, sont susceptibles d’éprouver l’action magnétique, c’est-à-dire sont ma-êTnétisables ; mais cette propriété, presque nulle chez la presque totalité des corps, est assez faible sur quatre ou cinq d’entre eux et n’a de valeur notable que dans le fer, le nickel et le cobalt. Gomme on peut toujours diminuer le magnétisme par 1 affaiblissement du courant magnétisant, il est clair que, toutes choses égales d’ailleurs, il est préférable d’employer les corps Jouissant au plus haut degré de la propriété d’être magnétisables. Les corps qui ont été aimantés assez fortement ne per-*tant pas immédiatement tout leur magnétisme après que la Cause magnétisante a cessé d'agir : ainsi un morceau d’acier aùnanté conserve dans ce cas presque tout le magnétisme qu’il avait acquis ; il en est de même de l’oxyde de fer connu sous ta nom d’oxyde magnétique. D’autres en conservent beaucoup ^oins, et* tous les corps susceptibles d’être aimantés d’une macère notable jouissent de cette propriété quand ils ne sont pas PUrs ou quand leurs molécules ont entre elles un arrangement ^terminé; cette propriété s’appelle force coercitive. On admet ^Ue pour s’aimanter, un corps magnétisable doit avoir ses hiolécules disposées d’une façon particulière et qu’elles reprenant leur position primitive quand l’aimantation cesse ; on suppose ffue les corps qui ont une force coercitive ont un arrangement tel ^üe les molécules ne peuvent se mouvoir facilement, et que cette taertie qui s’oppose à la désaimantation doit s’opposer à l’aiman-
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- tation ; ce qui a lieu en effet, car les corps jouissant de cette propriété s’aimantant aussi difficilement qu’ils se désaimantent. be magnétisme qui reste après que l’on a cessé d’aimanter un corps s’appelle magnétisme remanant.
- L’intensité du magnétisme remanant est de beaucoup augmentée par la présence de l’armature mobile. Ainsi, M. WatkiflS a observé qu’un électro-aimant qui retenait son armature avec une force de 120 livres anglaises, continuait à la retenir avec une force de 50 livres quand le courant eut cessé d’agir ; mais après avoir arraché violemment cette armature, l’aimant ne conservait plus aucune trace sensible d’aimantation. Le même fait se reproduisit par tout autre procédé employé pour produire l’aimantation. Il y a pour ainsi dire un circuit magnétique forme par l’intermédiaire de l’armature ; le magnétisme du fer réagi1 sur lui-même, s’exalte ainsi et s’oppose d’autant plus efficacement au retour des molécules à leur position primitive. Les courants d’induction développés par la présence de l’armature sont de même sens que ceux produits par l’augmentation ou la naissance du magnétisme inducteur, et confirment ainsi la croyance à l’augmentation de magnétisme produite par la présence de l’arma' ture, hypothèse que d’autres considérations avaient conduit à former. La durée de la présence de l’armature agit comme l’excès de magnétisme en déterminant un magnétisme remanant d’autant plus fort que l’un ou l’autre ont été plus considérable.
- Cette propriété est très-fâcheuse pour les télégraphes et doit être évitée autant que possible, même aux dépens de l’intensite magnétique, mais seulement à un faible degré, car dans la télégraphie la force magnétisante est en générale très-faible. DLl reste, le choix n’offre pas d’embarras, car tous les corps les phlS magnétisables ne présentent pas cet inconvénient à un plus haut degré que les autres, excepté l’acier. Ainsi le fer pur, Ie
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- c°balt et le nickel peuvent être pris indifféremment. La préfé-rence que l’on supposait devoir accorder au nickel ne s’est pas Montrée à tous les expérimentateurs et tenait peut-être à son ^eSré de pureté et à l’état moléculaire dans lequel se trouvait le ^tol dans les mains de ceux qui le préconisaient. Il faut donc Prendre l’un de ces trois métaux, mais aussi pur que possible ; °n doit évidemment accorder la préférence au fer, qui est infini-plus commun et moins cher que les autres. Ainsi on doit, Par raison de qualité ou d’économie, employer le fer, mais aussi PlIr que possible; toutefois cette condition n’est pas la seule ü doive remplir, car M. Mathiessen, en Angleterre, a fait des expériences desquelles il résulte que la pureté du fer ne suffît Paspour lui enlever tout son magnétisme remanant, tout son P°uvoir coercitif. Ayant, en effet, au moyen d’un courant élec-trique, extrait du fer d’un sel ferrugineux chimiquement pur, ^ obtint avec ce métal ainsi déposé et non travadlé mécanique-^Mit, un aimant temporaire qui conservait un magnétisme remuant considérable après que le courant magnétisant eut cessé ^a&ir. On voit ainsi que l’état moléculaire du fer employé a Une influence sur la force coercitive de l’aimant qu’il forcera.
- Nous allons chercher maintenant quelles sont les conditions Moléculaires les plus favorables pour que le fer ait le moins Possible de force coercitive. Bien des raisons portent k croire ^Ue la cause de l’aimantation est un déplacement, ou plutôt une tentation des molécules du corps aimanté. Ainsi, un fil tendu Çoo l’on aimante et désaimante rapidement rend un son, et l’on Sad que le son est dû aux vibrations des molécules du corps sonore. Une verge de fer fixée horizontalement par une de ses exlrémités est infléchie au moyen d’un petit poids fixé à son extrémité libre ; elle se redresse sous l’influence de l’aimantation
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- et s’infléchit de nouveau quand cette influence vient à cesser-
- 1
- — de sa Ion-
- Une barre de fer doux s’allonge d’environ
- b 720,000
- gueur par l’effet d’un courant d’une certaine intensité. Pour des fils tendus au moyen d’un poids et ayant 32 centimètres de Ion* gueur pour 5 millimètres de diamètre, l’allongement a lieu tafl1 que la tension ne dépasse pas 350 kilog. ; à cette limite, il n’y a ni allongement ni raccourcissement, mais au delà il y a raccourcis-sement. Cela se conçoit facilement en admettant l’orientation moléculaire ; cette orientation exige souvent une plus grande place pour chaque molécule, comme cela a lieu dans la cristalli* sation de la glace, puisque l’eau en gelant, c’est-à-dire en orientant ses molécules pour la cristallisation, augmente de volume, devient plus légère et surnage. Mais si le fil a éprouvé, par suite de la tension, une dilatation dans le sens de la longueur plus grande que celle que lui aurait imprimée l’orientation moléculaire, ce mouvement peut avoir lieu sans extension du corps dans le sens de la longueur ; mais aussi, après qu’il a eu lieu, les molécules peuvent se trouver plus rapprochées dans ce sens et l’attraction moléculaire devenir plus considérable, ce qui tend à raccourcir le fil.
- Il est donc bien clair que dans l’aimantation se produit un mouvement d’orientation des molécules; par suite tout ce qui donnera de la mobilité aux molécules favorisera l’aimantation et la désaimantation, et au contraire tout ce qui diminuera cette mobilité empêchera ces deux actions contraires et communiquera au corps cette espèce d’inertie que nous avons désignée sous le nom de force coercitive. De plus, comme l’aimantation paraît résider principalement à la surface des corps, puisqu’on a trouvé qu’un aimant creux et un aimant plein jouissaient du même pouvoir magnétique pour un courant donné, il en ré-
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- suite que c’est principalement à la surface du corps que cette Mobilité moléculaire a le plus d’importance. Le martelage, le Pesage à ]a filière, la trempe, durcissent la surface des mé-taüx en rapprochant les molécules et en diminuant par cela ^eiïie leur mobilité ; ces opérations communiqueraient donc au kr de la force coercitive ; c’est ce qu’on observe en effet. De ^êine un choc en agitant les molécules permet à l’aimantation de se faire plus facilement, si la force magnétisante agit pendant e choc ; un choc peut également détruire le magnétisme régnant. Il faut donc éviter les chocs dans les appareils télégraphiques. On a également observé qu’un courant très-fort Posant alternativement pendant un temps très-court dans les deux sens, rendait un électro-aimant susceptible de s’aimanter Salement bien dans les deux sens. Au commencement de l'étalement des lignes télégraphiques, c’était ainsi que l’on déduisait, au moins pour un temps, la force coercitive qu’avaient ^ a'mants de nos appareils, par suite de.la mauvaise qualité 11 fer et de la manière défectueuse dont ils étaient travaillés.
- les
- Dans la
- construction des aimants, il faut employer les fers
- Plus purs et les mieux travaillés : les fers au bois doivent
- ^tr
- . e Seuls employés; les fers à la houille, au coke, à l’anthra-|^fe doivent être exclus. On commence par donner au fer, en déQ0Unietlant a ^or^e’ une forme approchée de celle qu’il doit lnitivement avoir, puis on le fait recuire avec soin en le ferit dans ^ l’oxyde de fer. Cet oxyde a pour but do brûler, j. ^yen de son oxygène, le carbone qui serait combiné au fe„’ Ce,,te opération se fait par cémentation, c’est-à-dire que le ^ Se substitue peu à peu au carbone en éliminant celui-ci du t l0rs au dedans. On dégrossit alors peu à peu le fer en n’at-5>ibiUant ^Ue fe,llement su,,fece> afin d’ébranler le moins pos-e fes molécules du fer, puis on fait recuire, toujours dans
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- l’oxyde; on reprend le dégrossissage, on recuit, et on contint ainsi en allant de plus en plus doucement jusqu’à ce que le fer ait pris la forme voulue.
- La forme et la dimension des électro-aimants influent d’une manière notable et sur la quantité de magnétisme qu’un courant donné est susceptible de communiquer au fer et sur le magne' tisir.e remanant que la cessation du courant peut lui laisser. Pb,s la masse de fer est considérable et plus, pour un courant donne, il sera, en général, susceptible d’acquérird’aimantation,mais aussi plus il conservera de magnétisme remanant; il n’y a donc pa,lî toujours avantage à augmenter le volume des aimants. Prenons quelques exemples : M. Nicklès voulut essayer l’influence de la longueur des fers droits sur leur aimantation ; il introduisit m1 tel fer dans sa bobine, le mit verticalement et suspendit à so(> extrémité inférieure un armature de poids telle qu’elle être attirée, mais sans rester suspendue; en posant sur la partit supérieure de l’aimant un prolongement en fer, l’armature él$ immédiatement attirée et ne retombait plus. Pour avoir des $ sullals numériques, voici comment ce physicien conduisit l’e*' périence : il prit pour noyau de sa bobine des cylindres de $ ayant 0m,110 de longueur et plaça en dessus successivement trois cylindres de même diamètre et ayant les longueurs sui' vantes :
- Nosl, longueur 0m,0D0
- 2, — 0m,100
- 3, — 0m,110
- L’hélice, composée de 94 mètres de fil de 1 millimètre de mètre, avait 754 tours de spire. L’armalure était également1111 cylindre ; elle pesait 74 grammes, et on avait eu soin d’arrond,f la partie en contact avec l’aimant, Deux courants furent success1
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- Vethent employés ; l’un marquait à la boussole des tangentes 30', l’autre T, 15'. On obtint les résultats suivants :
- Avec le courant de 11°, 30'.
- aOongement, l’aimant porte d’emblée 1,700 gr., et tombe avec 1,750 Vec le n° 1, — — 1,900 gr., — 2,000
- Av*c le n.
- Avec
- ec le n° 3,
- — 2,000 gr.,
- 2,150 gr., —
- 2,150
- 2,240
- Avec le courant de 7°,15'.
- ans allongement, l’aimant porte d’emblée Av<* le n° i,
- Av<* le n° 2, - _
- Avec le u. 3,
- 980 gr., et tombe avec 1,000 1,100 gr., — 1,150
- 1,210 gr., — 1,250
- 1,260 gr., — 1,300
- On
- voit par ce tableau l’influence de l’allongement du barreau
- aunanté sur l’attraclion magnétique; elle a néanmoins une li-|^lte à partir de laquelle l’allongement diminue l’attraction au leu de l’augmenter.
- j. nous venons de dire des aimants droits a également
- u Pour les aimants en fer à cheval, dont une seule branche est
- armée de sa bobine ; mais pour ceux dont les deux branches °nt armées de bobines, la longueur des branches, les bobines Jetant les mêmes, n’a aucune influence sur l’aimantation. L’ai-ht à trois ]3ranc]ieSj dont une seule est armée, se comporte l’aimant à deux branches qui se trouve dans le même • Mais si on peut ainsi, dans quelques cas, augmenter la force active que procure un courant donné, on augmente le ma-j tlsnae rémanant, et en télégraphie ce dernier inconvénient ^Passe de beaucoup l’avantage que produisait une augmentation e force attractive. Nous devons donc nous en tenir aux électro-
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- aimants en fer à cheval, dont les branches doivent dépasser l0 moins possible les bobines. Il est clair que, s’il était possible l’aimant devrait se composer d’une seule barre recourbée en U. mais cette disposition ne serait commode ni pour la fabricati00 ni pour l’agencement de cette pièce dans les appareils; il va01 mieux lui donner la forme d’un n dont la traverse est relie0 aux branches au moyen de vis. La section de cette travers0 doit être suffisamment grande pour ne pas diminuer le mnglie' tisme du fer et permettre la libre transmission des actions gnétiques d’une branche à l’autre; il faut pour cela que ^ section soit à peu près égale à celle des branches.
- Nous avons dit que les électro-aimants étaient entourés d’llI)
- fil conducteur recouvert de fil ; quand ce fil est traversé parlll!
- courant le fer s’aimante; la position des pôles dépend de la P0'
- sition de la bobine par rapport au fer. Le pôle est le point d’aP'
- plication de la résultante des forces développées dans l’aima111'
- et la force attractive de l’aimant sur son armature est une fon0'
- tion de l'inverse de la distance au pôle dont la valeur est3
- partir d’un certain point très-rapidement croissante. Il est do011
- utile pour que la force attractive soit aussi considérable
- possible que les pôles soient très-rapprochés de l’extrémité d01
- branches. Cette condition est encore nécessitée par une aid1*
- considération : quand l’armature s’approche de l’électro-aimaIlt'
- elle réagit sur ce dernier et en attire le pôle de manière à ^
- t â
- rapprocher de l’extrémité de la branche; enfin, au contact pôle se trouve à l’extrémité même de la branche, où il est ^ tralisé par le pôle contraire de l’armature. On voit donc ^ pendant le mouvement de l’armature les pôles se déplacent, que ce travail exige une force d’autant plus considérable <lt,e l’espace parcouru est lui-même plus étendu. Le moyen de ^ procher les pôles de leur extrémité c’est de faire en sorte
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- k fer ne dépasse que peu la bobine, ou mieux encore, si cela est Possible, que la bobine dépasse le fer.
- ^ ai'mantation que la bobine procure au fer quand elle est tra-^er»ée par un courant, est proportionnelle au nombre de tours et ? ^ densité du courant. On peut donc se demander, pour une ^ lne donnée, quelle doit être l’épaisseur du fil qui lui servira ^enveloppe pour que son action magnétisante soit maximum, car Nombre de tours de fil et par suite d’intensité de l’action varie raison inverse de la section du fil, tandis que la résistance au j°Urant est proportionnelle à cette même section. Ce sont donc 4 causes agissant en sens inverse et suivant des lois diffé-ent(*, ce qui permet de rechercher les relations qui doivent xister entre elles pour que le résultat soit le plus favorable pos-e* Le même calcul que nous avons fait pour les galvanomè-s Pourrait se répéter ici; mais dans ce calcul on n’a pas tenu ^hpte de la rondeur des fils, ce qui fait qu’à priori on ne peut e que le résultat obtenu soit exact dans ce cas.
- h la hauteur de la bobine.
- g l’épaisseur de la couche de fil.
- 2 r le diamètre du fer doux.
- x le diamètre du fil, enveloppe comprise.
- P le coefficient de résistance du fil de la bobine, épaisseur de l’enveloppe comprise et supposée proportionnelle au diamètre du fil.
- E la force électro-motrice de la pile.
- R la résistance de la pile et de la ligne.
- R' celle de l’électro-aimant.
- longueur de la première couche de fil est :
- 2* -I (r+iH
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- COURS PRATIQUE.
- Celle de la dernière couche se trouve être
- „ h ! , 1
- 2 k — ( r 4-e-—x
- x\ 2
- Les couches intermédiaires croissent en progression arithmétique dont la raison est
- '4M
- Le nombre total des couches est
- a.
- x.
- La sommation de la progression arithmétique donnera poür la longueur totale du fil
- h ( \ e
- it— 2 r 4- e — x V x
- Sa résistance totale proportionnelle à sa longueur, à son cod'
- t: X 2 .
- ficient de résistance et en raison inverse de la section -
- 4
- (en supposant l’épjisseur de la couche isolante proportionné au diamètre du fil) sera donc
- e
- R' = Zj p h (2 r -f- é)
- x
- Posant — x
- y, on aura
- R' = k? h ey* (2 r e) = K h e y* en posant K = h P (2 r -f- e).
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- COURS PRATIQUE. 191
- La force magnétisante de la bobine est proportionnelle à la ^rce électro-motrice E, au nombre de tours —- = e h y2 en raison inverse de la résistance totale R —f- R' ; elle est
- donc
- E h e y2
- ^ R -f- K h e y(
- pour que cette quantité soit la plus grande possible, °n prend la dérivée qu’on égale à zéro; nous ne ferons ce calcul et nous dirons de suite que l’équation résul-ante est
- ^ (R -f- K h e y4) E h e y — l\ E h e y2 . K h e y3 = 0 On en réduisant
- R = K h e y* = R'
- ^ est~à-dire que la résistance du fil doit être égale à la résis-'nce (îe ja ]igne, ce qu’on aurait également trouvé en ne tenant. ^as compte de la rondeur du fil.
- Nous avons supposé que l’épaisseur de la couche isolante recouvre le fil était proportionnelle au diamètre du fil, d’où Citait que le rapport des sections du fil recouvert et du fil nu estait constant, et que, par conséquent, la conductibilité du fil ^couvert était pour la même section une fraction constante de c°nductibiliié du fil nu. C’est ce qui nous avait permis de
- ^Présenter cette conductibilité par S X—, s étant une frac-
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- tion constante de la conductibilité du métal. Il n’en est pas ainsi, comme le fait voir le tableau suivant :
- N° du fil. Diamètre nu. Diamètre recouvert. Rapport des section»
- mm. mm.
- P 0.58 0.77 0.56
- 12 0.49 0.65 0.56
- 16 0.40 0.55 0.53
- 20 0.35 0.48 0.53
- 24 0.27 0.40 0.45
- 28 0.22 0.33 0.44
- 32 0.14 0.23 0.36
- 11 est donc certain que le calcul que nous avons indiqué pré' cédemment n’est pas mathématiquement exact; néanmoins s) nous examinons la nature des mcixima, nous verrons qu’on peut au moins provisoirement s’en servir, si l’on n’a pas à tenir compte des phénomènes d’induction des lignes sous-marines, et de charge et décharge des lignes aériennes, phénomènes don! nous avons précédemment parlé. En effet, à moins de circonS' tances particulières, la courbe qui représente une liaison ou fonC' tion quelconque entre deux quantités variables, n’a pas de chaU' gements brusques de direction ; ce changement se fait d’une manière insensible d’un point à l’autre. Dans ce cas, la fonction considérée n’atteint son maximum qu’insensiblement, et pour leS points voisins elle a une valeur à peu près égale à celle qu’elle avait au point maximum. Ainsi sur le sommet d’une montagOe arrondie comme certains ballons des Vosges, le point culminant diffère peu en élévation des points voisins ; il y a au sommet une espèce de petit plateau dont tous les points pourraient sans erreur sensible être pris pour le point culminant de la mon' tagne. 11 ne faut donc pas s’en tenir strictement aux valeurs <ïul donnent mathématiquement les maxima, mais on peut, suivant
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- COURS PRATIQUE. ' 193
- nécessité, s’en écarter en plus ou en moins sans modification Sftnsible de la valeur qu’on veut rendre maxima. Comme, en fessant d’un fil à un fil dont le diamètre différerait très-peu, ^ rapport des sections du fil recouvert et du fil non recouvert changerait également très-peu, il en résulterait que le maximum Mathématique changerait lui-même très-peu ; nous pouvons ^°nc sans erreur sensible adopter dans la pratique les résultats donnés par la théorie précédente.
- Examinons maintenant pour quelle longueur de ligne chacun fils du commerce donnerait le maximum d’effet : avec les bobines employées habituellement, il suffit de calculer la résiste de chaque fil. Appelons s le rapport des sections du fil ^couvert et du fil non recouvert donné par le tableau précédât. On aura pour la valeur de p, c’est-à-dire pour la résistance d fil sur l’unité de longueur
- __ (0.00/Q2
- ^ 6 s
- eO prenant pour unité de résistance le kilomètre du fil de fer de ^ millimètres de diamètre, et en admettant que le cuivre est six f*s plus conducteur que le fer,
- R z=. k he y* =
- 4 p (2r + e) h e x4
- „ __ hhe (0.004)’(2r + e)
- Cl OU n — ------------------:-------------
- 6 S . X 4
- h
- ^ c’est le nombre de tours que renferme chaque couche de fil., e
- c’est le nombre de couches.
- décembre 1859.
- 13
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- COURS PRATIQUE.
- Si nous appelons N le nombre total, on aura :
- aî 4 e N = — X — x x
- Dans les bobines des appareils de l’administration h = 0.120 e = 0.012 r= 0.006,
- On a donc R = 0.000 001 396 X——
- s x*
- De là on tire :
- Pour le fil n° P, xz=z 0m00077
- 156, — = 15 n
- N = 156 X 15 = 2340 R = 1,476 mètres.
- Pour*le fil n* 12 x = 0.00065
- h ,n, e — = 184, — x x
- 18
- N = 184 X 18 = 3312 R = 2,856 mètres.
- Pour le fil n° 16 x = 0.00055
- h e
- — = 218, — = 22
- ’ ' ’5 x x
- °n
- N = 218 X 22 = 4796 R — 5,949 mètres.
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- COURS PRATIQUE.
- 193
- Pour le fil n° 20 x = 0.00048
- — =z 250, — = 25
- x x
- N = 250 X 25 = 6250
- te R = 10,290 mètres.
- Pour le fil n° 24 x — 0.00040
- — = 300, — = 30
- x x
- N = 9000
- R = 25,103 mètres.
- Pour le fil n° 28 x = 0.00033
- — — 364, — = 36 x x
- N = 13,104
- R = 55,709 mètres.
- Pour le fil n° 32 x = 0.00023
- A
- x
- = 522, — = 52 x
- N = 522 X 52 = 27,144 R = 287,900 mètres.
- U fil
- n<> 32 étant le plus fin qu’on trouve dans le commerce,
- 11 v°it qu’on ne peut dépasser 300 kilomètres de résistance, ^ité du reste parfaitement suffisante. Les nombres que nous ^ °ns de donner pour le nombre de tours susceptibles d’être °ülés sur une bobine, sont des nombres théoriques, car il
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- 196 COURS PRATIQUE.
- est impossible d’enrouler du fil avec assez de régularité p0l)f que les spires se touchent, et par conséquent il est impossible d’aI1 obtenir autant que l’indique la théorie. L’administration empl°ie deux espèces de bobines : les unes sont faites en fil n° 16 ; ell^ ont 24 couches de 109 spires chacune, soit environ 2,600 tou^ leur résistance varie entre 2,500 mètres et 3,500 mètres,- ce (fi tient aux variations de grosseur du fil du même numéro ; ofl* ainsi, pour l’électro-aimant complet, 5,200 tours et une résistantj de 5,000 à 7,000 mètres. Les bobines de grande résista^ sont en fil n° 32, elles ont 42 couches de 260 spires chacu^ ce qui fait environ 10,900 tours, ayant une résistance de 10Û1 120 kilomètres. Cette variation de résistance des bobines a $ terminé l’administration à n’accoupler que des bobines ayal)l à peu près la même résistance, de manière à avoir des élec^ aimants de résistances différentes. On a ainsi obtenu, en ployant d’anciennes bobines, les unes un peu plus grosses, ^ autres un peu plus faibles que le modèle actuellement adopte‘ des aimants dont la résistance varie de 150 à 300 kilomètfe5, que l’on emploie sur les lignes ayant à peu près la même rés^' tance, de manière à se conformer approximativement aux re sultats théoriques trouvés précédemment.
- Nous devons toutefois rappeler ici une observation que n0l]J avons déjà faite, c’est que le calcul est fait pour le cas d’^ action permanente de l’électro-aimant, et que les condih0^ changent complètement si, comme c’est le cas pour les ligneste
- légraphiques, il y a des interruptions de courant ; dans ce
- C3>
- il faut tenir compte de la loi de la charge et de la décharge
- fil, à moins que le fil conducteur ne soit en l’air et n’ait une longueur et un volume trop considérables.
- les
- Nous avons dit que dans les appareils télégraphiques
- signaux étaient déterminés par les alternatives d’établisseiu1
- efl1
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- Êt ]>•
- a interruption du courant ou par son renversement. Nous ^ûns vu comment on percevait ces changements au moyen Quilles aimantées, influencées par un courant, soit qu’il ^Sse directement, soit au moyen d'aimant. Quand on veut av°ir une force un peu considérable, l’aimant doit être exclu-Paient employé et doit agir sur une armature mobile, c’est-à-|/e Sur une pièce de fer ou d’acier qu’elle attire ; dans le cas de acier, l’armature doit être un aimant permanent. Quand on faire cesser le rapprochement de l’armature, il suffit, dans ^rnier cas, de renverser le courant. Nous étudierons ce sys-rile un peu plus loin. Mais si l’on se sert d’une armature en r’ il faut de toute nécessité avoir un ressort qui tende sans Cesse à éloigner l’armature de son électro-aimant et que sur-Iïl°nte l’attraction de ce dernier quand il est aimanté par un ^ant. On voit que, dans ce cas, une partie de la force pro-I par l’aimantation est employée à tendre le ressort, et que reste seulement sert à attirer l’armature ; quand l’aimantation
- Ceco,. . .
- ae3 la force emmagasinée par la tension du ressort réagit ^tre la plaque et la ramène à sa position primitive.
- ludions maintenant l’action de ces deux forces destinées à * alternativement sur l’armature. L’attraction produite par ^fliantation est une fonction assez complexe et peu connue 6 ^ distance de l’armature aux pôles de l’aimant ; en tout
- ca« i,
- ’ elle varie énormément avec cette distance : énorme et peut-y infinie, quand cette dernière devient nulle, elle devient ^s~faible avec une faible distance. Ainsi une armature qui, j intact de l’aimant (ce qui ne veut pas dire en contact avec .S Pôles), supportait 10 kilog., ne supportait plus que 1 gramme
- Nd
- Quelques millimètres. On voit donc que la force attractive
- H
- aant le rapprochement de la palette est croissante et énor-
- ûient variable; par suite, le mouvement de cette pièce est
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- lui-même extrêmement variable. On conçoit qu’il est utile le mouvement de l’armature ait une durée aussi faible que P0? sible ; malheureusement la variation n’a pas lieu dans un favorable à la brièveté de ce temps. On sait que lorsqu’11^ force permanente agit sur un corps, le corps acquiert à cha^8 instant une vitesse qui s’ajoute à la vitesse précédenn^1 acquise, d’où résulte que quand même la force est constante^1 mouvement s’accélère ; le calcul indique que la vitesse acq^l est proportionnelle au carré du temps, l’expérience confifJJ1| ce résultat. De là résulte que si la force s’accélère, la vité^ elle-même va, à bien plus forte raison, en s’accélérant, et ^ force acquise ne fait sentir son effet que vers la fin du ifl0" vement, et, par suite, ne concourt à l’accroissement de vites^ que pendant un temps très-court. Si, au contraire, la quanti de force dont on dispose dans l’espace à parcourir était p^ uniformément répartie, elle accélérerait plus fortement le ntf11' vement dès le commencement, et le temps mis à parcourir l’e3 pace en question serait bien moindre.
- Le ressort, tant qu’on ne dépasse pas la limite d’élastici^' exige pour se tendre une force proportionnelle à la déformation de là résulte que la force de rappel est en chaque point pf(r portionnelle à la déformation ; elle n’est donc pas constante est plus forte au commencement du mouvement rétrograde qu’^ la fin, ce qui est tout à fait favorable à la rapidité du mouVe' ment. Cette augmentation de la force de rappel entre les poi&ts extrêmes de la course de l’armature est d’autant moindre le ressort est plus tendu à l’état de repos. En effet, une quanti à laquelle on a ajouté une autre quantité est d’autant moins moài' fiée par cette dernière qu’elle-même a une plus grande valeur-Cette variation de la force du ressort est en outre favorable ^ l’action de l’aimant, car leur moindre intensité a lieu ainsi p°ur
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- tes mêmes points du trajet de l’armature. Toutefois la variation est beaucoup plus faible dans le ressort que dans l’attraction par te magnétisme, ce qui présente quelques inconvénients. Si le ter, ce qui a presque toujours lieu, garde après le passage du c°urant une certaine quantité de magnétisme rémanant, il faut Çue le ressort soit suffisamment tendu pour vaincre cette action Normale ; mais alors il peut le devenir trop pour que l’action magnétisme, affaiblie par la distance, puisse le surmonter à s°n tour au moment du rétablissement du courant. Deux dispositions concourent à atténuer cet effet : la première consiste a éloigner l’électro-aimant de l’armature autant qu’il est possible *te le faire sans trop diminuer la force attractive ; la seconde, à Se servir de ressorts*courts qui se déforment fortement pour un Potit mouvement de la palette, et à qui leur élasticité permette de ^Prendre exactement leur forme primitive lorsque la cause qui a Produit la déformation vient à cesser. Nous avons dit que te force attractive des aimants sur leur armature variait énormément avec la distance, et cette variation devient d’autant Plus grande que la distance devient plus faible ; il y a donc avantage à maintenir une certaine distance entre ces deux pièces au moment du plus grand rapprochement. On a, en outre, Par cette précaution, l’avantage de diminuer le magnétisme émanant conservé par la présence de l’armature près des P°tes de l’aimant. Quant au ressort, plus il est court et plus un teible allongement produira de déformation, par conséquent Ptes'il y aura de réaction de la part du ressort quand l’effort ^1 le tend vient à cesser et que son allongement aura atteint te ttiaximum qu’il doit avoir.
- Les ressorts habituellement employés sont des ressorts à bou-^ c’est-à-dire qu’ils sont composés d’un fil métallique, le plus s°uvent en cuivre, que Ton roule en hélice autour d’un cylin-
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- dre ; la limite d’élasticité est dépassée, un nouvel arrangement moléculaire s’établit dans le fil, qui conserve en partie la forme qui leur a été donnée. Ces ressorts se déforment très-facilement par un léger excès de tension ; il serait préférable d’employer des fils d’acier recuits, puis contournés en hélice et retrempés* afin de leur rendre toute leur élasticité.
- M. Callaude, de Nantes, afin de faire concorder la force du ressort avec celle de l’aimant en opposition de laquelle elle agit* s’est servi d’un ressort dont la longueur varie avec la flexion. Ce ressort est une lame d’acier droite, fixée par une de ses extrémités et venant par l’autre s’appuy.er contre la palette qu'elle tend à écarter de l’électro-aimant. On conçoit que si, pendait la flexion du ressort le point fixe se rapproche de plus en plus de l’extrépiité libre, le ressort diminuera de longueur, et, par conséquent, résistera plus fortement à l’appel de l’électro-ai' mant, et cela précisément à mesure que cette force elle-même deviendra plus considérable. Pour arriver à ce résultat, M. Cal' laude avait disposé, sur le parcours du ressort, des vis dont les pointes pouvaient être plus ou moins rapprochées du ressort; H faisait en sorte que ces pointes fussent d’autant plus rapprochées du ressort qu’elles étaient plus éloignées de l’extrémité libre, de manière à être rencontrées successivement par le ressort de sa flexion. Chaque pointe rencontrée déterminait la fixité du poin1 du ressort qui s’appliquait contre elle, et, par conséquent, dimi' nuait la longueur de cette pièce. On conçoit qu’on pouvait ré' gler les vis de manière que la longueur du ressort variait comme la foroe qu’il devait contrebalancer. Néanmoins, cette disposition n’a pas été appliquée ; il fallait, pour avoir une disposition praticable que le ressort eût une flexion de dimension notable* ce qui exigeait un mouvement assez grand de l’armature: aussi était-on obligé d’employer un courant d’une intensité assez
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- Figure 62.
- A
- grande. Néanmoins, c’était un moyen d’augmenter l’amplitude de la variation du courant entre les limites de laquelle l’appa-
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- reil pouvait fonctionner. Il est clair qu’au lieu de vis succès' sives sur la pointe desquelles le ressort venait s’appliquer, oP aurait pu le faire se courber sur une pièce solide taillée suivait une courbe.
- M. Robert Houdin a résolu la question d’une autre façon : aa lieu de faire varier la longueur du ressort, il a laissé cette Ion-
- Figure 63.
- c
- gueur fixe, mais en faisant varier la longueur des leviers que le ressort et l’armature mettent en mouvement. Au lieu d’appliquer l’armature et le ressort de rappel au même levier, il les a fixés à deux leviers courbes différents, de manière que, comme l’indique la figure (63), le levier du ressort de rappel A pressât contre le levier de l’armature A, de manière à éloigner cette pièce de l’électro-aimant. Les deux leviers en tournant autour de leurs points de rotation de B et D, avaient à cause de leur courbure, un point de tangence C variable : quand l’armature était rapprochée de l’électro-aimant, et par conséquent le res-
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- sort plus tendu, le point G était rapproché du point de rotation D, d’où le levier D C, très-petit et défavorable à l’action attractive de l’aimant, laquelle avait sa plus grande intensité ; le levier B C était au contraire très-long et favorable à l’action de rappel du ressort. Au contraire, quand l’armature était éloignée de l’éleclro-aimant, le point de contact C se rapprochait du centre de rotation du levier du ressort de rappel, le levier B G ôtait très-court et défavorable au ressort de rappel, et le levier DC très-grand et par suite favorable à l’action attractive de l’aimant, action qui, par suite de la distance, était dans sa plus grande faiblesse.
- Quoi qu’il en soit, il est toujours nécessaire de régler le res-s°rt, c’est-à-dire de le tendre ou de le détendre quand le courant Varie ; c’est un grave inconvénient quand les lignes ne sont pas en bon état : aussi la suppression du ressort est-elle un des desiderata de la télégraphie. Plusieurs moyens ont été proposés; Ie premier en date est de M. Gloesner, qui a adopté la disposition vivante employée en Belgique (Voir la fig. 6ù, page suiv.). Un aiInant permanent en acier, formé d’une lame en U, est suspendu par sa traverse entre deux pointes qui lui servent de Plvot; de chaque côté de cet aimant on a disposé deux électro-amants, traversés tous deux par le courant de ligne ; quand le courant passe dans un sens, un des électro-aimants a ses Pôles de même nom que ceux de l’aimant en regard desquels ^ se trouvent, tandis que l’autre a ses pôles de nom contraire. 11 en résulte que le premier attire l’armature aimantée, pen-^ant que l’autre la repousse : l’inverse a lieu quand le courant change de sens. Dans cet appareil, les deux mouvements en Sens contraire ne sont donc plus obtenus par la tension d’un ressort de rappel, mais par l’inversion du courant, ce qui ^^plique le manipulateur et la manipulation.
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- Figure 6k-
- Il serait possible d’éviter cette inversion de courant au moyen de l’établissement et de l’interruption du courant de ligne. H suffirait pour cela de recouvrir les bobines des deux électro-aimants de deux fils ; dans l’un passerait le courant de ligne, dans l’autre le courant d’une pile locale : ce dernier devrait être environ moitié du courant de ligne et lui être inverse, c’est-à-dire agir sur le fer inversement. Quand le courant de ligne passerait, il déterminerait dans les électro-aimants une aimantation moitié de celle qu’il donnerait seul, puisque son action est divisée de celle produite par le courant de la pile locale ; mais quand il cesse d’exister, le courant de cette dernière agit seul et l’aimantation change de sens.
- Il faut avoir soin que les électro-aimants soient un peu éloignés de l’armature, quitte à ce que l’on soit obligé d’employer un courant un peu fort, car sans cela il y aurait grande prédomi'
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- nence d’action d’un des éleçtro sur l’autre, et le magnétisme de l’aimant permanent pourrait être changé ou même inversé quand Un courant atmosphérique violent et court traverserait le fil des électro-aimants. On sait que les courants engendrés par l’électricité statique ont une action toute spéciale pour modifier le Magnétisme des aimants sur lesquels ils agissent.
- Pour obvier à cet inconvénient, on a proposé de se servir d’une armature en fer doux rappelée par un aimant permanent; on évite en effet ainsi l’inconvénient de la désaimantation de l’aimant fixe, Mais nous ne croyons pas qu’il y ait avantage sur le rappel par les ressorts ; nous allons indiquer les diverses formes qui ont été adoptées. La figure (65) représente la disposition A et A', près
- Figure 65.
- les bobines de l’électro-aimant ; B et B' sont les vis qui limi— lent la course de l’armature G C' ; D est l’extrémité de l’aimant Permanent et fixe. L’armature et la vis B sont mises en rela-tlon avec les extrémités d’un circuit local dans lequel sont in-tercalés une pile et l’appareil récepteur à faire fonctionner, de
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- sorte que dès que l’armature est attirée, elle forme un circuit* c’est-a-dire un relai.
- Quand un courant traverse le fil de l’électro-aimant, il l’aimante et détermine dans l’armature, au point G' un pôle de nom contraire au pôle de A', et en C un pôle de nom contraire à celui de A. Si ce courant est d’un sens tel que le pôle C soit de même nom que le pôle D de l’aimant fixe, ces deux pôles se repousseront, tandis que les pôles G et A s’attireront. Ces deux actions concourront donc à rapprocher l’armature de l’électro-aimant, tandis que le ressort de rappel agit en sens contraire de cette dernière pièce, d’où il résulte qu’un plus faible courant déterminera l’appel de l’armature. Quand le courant cesse, l’armature cesse d’être aimanté et l’aimant permanent l’attire comme tous les fers doux ; mais ici il n’y a plus avantage sur le ressort de rappel, il y a désavantage marqué : d’abord l’inconvénient de l’action à distance d’un aimant sur l’armature se retrouve ici : en outre, s’il reste du magnétisme rémanant dans l’armature, ce que la disposition adoptée d’une armature articulée sur l’une des branches de l’électro-aimant favorise beaucoup, puisque le circuit magnétique formé par l’électro-aimant et son armature n’est interrompu qu’en un seul point entre C et A, il en résulte une grande tendance à déterminer dans le fer un équilibre magnétique tel que les molécules ont beaucoup de peine à reprendre leur position naturelle.
- La seconde forme adoptée est représentée dans la fig. 66. On voit qu’ici c’est l’armature qui est mobile dans l’intérieur de la bobine de la seconde branche de l’électro-aimant. Elle sort d’une des branches de l’électro-aimant ; l’autre branche est en dehors et n’a pas de bobine. Quelques personnes donnent à ces électro-aimants un nom singulier : ils les appellent électro-aimants
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- Figure 66.
- °*teux- Nous préférons en donner la description en quelques Iï)0ts> sans les désigner par un nom particulier. On s’en sert Ornent, et leur forme varie nécessairement beaucoup avec leur ^ploi. Toutefois, dans cette nouvelle disposition, si l’on a soin e faire en sorte que l’extrémité B de l’armature dépasse peu la lne, on évite en grande partie un inconvénient que peut jjr^senter la première disposition, c’est-à-dire la non-répulsion e l armature par l’électro-aimant fixe et l’établissement d’un conséquent. Quand une tige de fer est sollicitée à ses deux ^^Haités par des pôles de même nature, il se forme à ses ex-antés des pôles contraires aux premiers, mais semblables ^tre eux. majs comme un corps ne peut jouir d’un seul des Ux magnétismes, puisqu’on obtiendrait ainsi le mouvement
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- perpétuel, c’est-à-dire une force infinie, il s’établira donc ufl ou plusieurs pôles de noms contraires à ceux des extrémités et situés entre eux. Dans ce cas, on voit que le fer sera attiré par les deux pôles qui agissent sur lui. Pour que ce cas ne se pre' sente pas, il faut que l’un des deux pôles inducteurs soit très-prédominant en intensité sur l’autre, ce qui peut être le cas pour l’appareil dont nous parlons; mais même dans ce cas, cettet tendance à l’établissement d’un pôle intermédiaire, qu’on appelé point conséquent, s’oppose à une répulsion franche et nette comme on devrait l’obtenir. En entourant l’armature d’une bine, comme le fait voir la seconde disposition indiquée et c° faisant en sorte qu’elle dépasse peu la bobine, on évite cette formation d’un point conséquent. Toutefois elle présente aI1 double inconvénient, à savoir peu de place pour l’enrouleme^ du fil et grande masse de fer en dehors de la bobine. NouS avons vu qu’il fallait réduire cette masse autant que possible'
- Figure 67.
- La figure 67 représente une troisième disposition dans la' quelle les deux branches sont mobiles séparément ou dans leS creux de deux bobines; elles peuvent également, comme l’iud1'
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- ^ la figure, être reliées entre elles par une légère armature 'W l’effet est complété par une pièce de fer qui relie les deux ^°bines. Chaque branche de l’électro-aimant est attirée par un ^es pôles d’un aimant fixe, quand le courant ne passe pas ; ^and le courant passe dans un sens déterminé, ces branches SorU repoussées par l’aimant fixe et attirées par une pièce de qui est placée de l’autre côté de cet aimant. Nous croyons Celte dernière disposition moins’bonne que la première, un cou-raat atmosphérique très-énergique devant agir avec toute sa Puissance pour modifier le magnétisme de l’aimant perma-llent.
- Jules Quéval a suivi une autre marche pour résoudre la Gestion du réglage des ressorts : pour détruire le magnétisme fanent, il fait passer pendant un temps excessivement court 1111 courant qui tend à donner une aimantation contraire à ce ^goétisme. Voici la forme qu’il donne aux récepteurs simples aux appareils disposés en relais.
- Figure 68.
- o.
- B
- a r
- 3 Cli
- Sel
- Qm.
- fig. 68 représente une application de ce système à un ^Pareil récepteur dont l’électro-aimant seul est ici représenté.
- est recouvert de deux fils distincts : le premier par lequel Janvier 1860- IJ
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- arrive le courant de la ligne pour aller ensuite au sol, et par dessus ce premier fil, un deuxième, enroulé en sens inverse* communiquant d’un côté au pôle cuivre d’une pile locale (<JUI doit se composer d’un ou plusieurs couples de la pile de ligne’ et de l’autre au contact B.
- Aussitôt que le courant de la ligne parcourra le premier l’armature L sera attirée, et dès qu’elle sera arrivée à la litn*te de sa course, elle fermera, par l’intermédiaire de l’artid1' lation O, le circuit de la pile locale, dont le courant, parcourait le deuxième fil, agira en sens inverse du premier sur le<fer $ l’électro-aimant. Ce nouveau courant ne neutralisera pas le ifla' gnétisme développé par le courant de la ligne, mais en du131' nuera seulement la force. Cependant comme l’armature se trou' vera tout à fait rapprochée de l’électro-aimant, l’attraction <lüe celui-ci exercera suffira pour la maintenir assez fortement, s‘^ en est besoin.
- Aussitôt que le courant de la ligne cessera, le courant locab subsistant encore, remplacera aussitôt l’aimantation primitif par une aimantation en sens contraire, qui, se trouvant de vs0^ sens que celle développée par influence dans l’armature, agira sur celle-ci par répulsion. Cette répulsion, si faible qu’elle solt’ ayant pour effet immédiat de faire cesser le contact et ^ rompre le circuit local, le plus faible ressort suffira pour raifle' ner l’armature à sa position initiale.
- Il est facile de voir que le contact de l’armature contre V^eC tro-aimant peut avoir lieu sans adhérence nuisible, puis^ non-seulement il n’existe plus de magnétisme rémanent 4111 puisse le retenir, mais encore son rappel sera aidé par l’acti011 répulsive du magnétisme développé par le courant local.
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- L’armature se trouvant ainsi, à l’état de repos, plus rappro-chée de l’électro-aimant, l’attraction sera plus énergique et prompte, et l’on pourra opérer avec des courants moins Penses et donner au ressort une tension très faible, ou, en gérant dans les conditions ordinaires, augmenter la tension ressort et rendre les transmissions beaucoup plus rapides Plus sûres.
- Cette tension devra toujours opposer une résistance infé-rieure au minimum de force dont l’électro-aimant est suscep-l'Lle ; mais elle pourra être réglée une fois pour toutes, puisqu'elle n’aura plus à vaincre l’action toujours variable du ^gnétisme rémanent.
- •
- La longueur du deuxième fil, ainsi que la puissance de la locale, doivent être calculées de manière à produire un au moins égal au maximum du magnétisme rémanent qui peut provenir du courant de ligne, mais toujours inférieur au ^èimum de magnétisme produit directement par ce même cou-rant- Cette grande latitude permet donc d’adopter pour chaque ^ère d’appareils une longueur moyenne de fil et par consé-^ent une intensité moyenne de courant local pouvant toujours Produire un effet utile malgré toutes les variations du courant ^ la ligne. Le contact de l’armature de l’électro-aimant pourra ^rvir lui-même à fermer le circuit de la pile locale.
- , %ure 69 représente deux appareils disposés pour la trans-"» et pouvant servir tantôt de translateurs, tantôt de ré-Pteurs, au moyen de deux commutateurs S et S'.
- , ^Uand ces deux appareils agissent comme translateurs, ce est Plus un courant local qui parcourt le deuxième fil mais le
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- ;ji)3
- i Figuré 69. fgir<i>v
- > ‘''înnno'iim*J
- wY Yto a
- ---------------------* i: î)o -moq ù-iüb i&m
- nogifif 6192 iup b'0^ * :v*'£qr^ i sulq 9iui£Hn6
- ruon!
- . V.
- courant de la pile de la ligne que chacun d’eux envoie à la sla tion suivante. Ainsi, quand le courant venant de R, par exempt’
- arrive par E H K' M' O' C' dans l’électro-aimant A; l’art113
- f 16
- ture L est attirée et ferme le circuit de la pile de ligne dont'
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- durant traverse d’abord le second fil de l’électro-aimant A, et Va ensuite, par B O M K H' E', à la station IV. Ce courant, tout en aHant produire son effet à la station suivante, sert donc en temps à détruire le magnétisme rémanent de l’électro-5lIïlant A, de la même manière que le courant local dans l’ap-Pareil récepteur précédent, et évite ainsi l’emploi d’un relai sPécial et d’une pile locale. ^
- Si, au contraire, on veut employer l’appareil A comme ré-Cepteur, il faudra tourner à gauche la mamette du commuta-tei,r S, et alors le courant venant de R arrivera directement ^ans le premier fil de l’électro-aimant A, par les contacts E I, et ^ courant partant du pôle cuivre de la pile au lieu d’aller au P°ste traversera seulement le second fil, de manière à pro-^Ulre un courant inverse du courant de ligne, et ira ensuite par P* O M jy au pôie zinc. Mais comme, dans ce cas, l’intensité du c°ürant que traverse ce second fil serait trop grande, s’il était ^°Urm par ]a pile entière, le conducteur partant du contact N P°ur aller au pôle zinc de la pile, ne comprendra qu’un nombre |’estreint de couples destinés à fournir une intensité de courant a Peu près équivalente à celle que produisait la pile entière a&issant sur toute la ligne.
- ^introduction du second fil de l’électro-aimant A dans le cir-CUlt aura pour effet une certaine augmentation de résistance, qui sera largement compensée par l’avantage d’agir sur Ulle armature plus rapprochée et retenue au besoin par un res-s°rt moins tendu.
- Cstte combinaison ne nécessite aucun changement dans les ^nipulateurs ni dans la manière de transmettre; elle peut, COfUme on voit, s’adapter facilement, non seulement aux appa-
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- reils ci-dessus décrits, mais à toutes les dispositions d’appareils en usage dans la télégraphie, et cela au moyen d’une légère addition qui n’en change pas la forme. Le principe de cette disposition est excellent, il faut toutefois attendre que la pra' tique ait fait connaître si quelque cause accidentelle ne détruit3 pas l’effet que l’on se propose d’obtenir.
- § IV.
- DES PERTURBATEURS DANS LES TRANSMISSIONS TÉLÉGRAPHIQUE'
- Les perturbations accidentelles que présentent les transmis' sions télégraphiques sont de deux espèces : celles provenant $ circonstances météorologiques et celles provenant de dérangé inents, soit sur les lignes, soit dans les postes.
- Trois espèces de phénomènes météorologiques peuvent caU' ser ces perturbations, ce sont : les orages, les aurores boréal^ et certains phénomènes peu connus qui engendrent des courant continus, souvent pendant plusieurs heures, soit dans les ligoeS sous-marines pendant les ouragans, soit sur les lignes aérienueS qui passent sur des points d’une grande altitude comme cela se présente sur quelques lignes de l’Algérie. On ne connaît aucu11 moyen d’éviter ces obstacles; heureusement que ce sont deS accidents rares.
- On ne connaît également aucun moyen de se préserver deS courants qui ont pour origine les aurores polaires. Ces courait ' diffèrent des précédents en ce qu’ils passent alternativeme^
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- COURS PRATIQUE. 215
- d un sens à l'autre, qu’ils ont moins de durée que les précédents, mais que le phénomène se répète par intervalles rappro-chés pendant toute la durée de l’aurore. Quant aux orages, ils ^terminent dans le fil des courants de grande intensité mais Presque instantanés, qui se répètent fréquemment pendant toute ^ durée de l’orage. L’intensité est souvent assez grande pour Produire des étincelles par décharge du conducteur sur les c°rps voisins, et même pour briser les poteaux. Quand leur intensité est moyenne, ils fondent les fils fins des appareils qu’ils
- traversent.
- Pour le cas des décharges par étincelles, nous ne nous occuperons que des appareils placés dans les stations. Ces appareils Se composent de deux séries de pointes en regard l’une de *autre, ou d’une seule série en regard d’une plaque métallique. ^ une des séries ou la série unique est en communication avec ^ fil de ligne, l’autre série ou la plaque est en communication avec la terre.
- Voici comment on explique l’effet préservatif de cet appareil, sait que lorsqu’un nuage est chargé d’électricité d’une cer-taine nature, il détermine dans tous les corps placés au-dessous <te lui
- une tension d’électricité contraire dont l’intensité dépend de la sienne. Si ce nuage vient à se décharger ou seulement à Perdre une partie de la tension électrique qu’il possède, son influence s’amoindrit et la charge électrique des corps ambiants doit diminuer;, et pour cela il faut que leur électricité se perde en partie dans le sol. Nos fils télégraphiques se chargent comme *es autres corps et se déchargent de même, mais pour cela ils Rempruntent à la terre ou lui restituent l’électricité nécessaire duns les points où ils sont en communication avec le sol, c’est-a~dire dans les stations. Cette communication avec le sol se
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- faisant au moyen des fils des récepteurs qui offrent une grande résistance, il y a pendant la durée de la décharge une grande tension en avant de ces fils qui sont très fins. On connaît la pro-priété des pointes de n^ pouvoir permettre h l’électricité de de s’accumuler et de lui donner un passage facile ; la tension en avant du fil fin ne peut donc se maintenir et il y a décharge par les pointes.
- Pour que cet effet se produise, il faut que la résistance que l’air oppose toujours, même à l’électricité, s’écoulant par des pointes, puisse être vaincue, et pour cela il faut que la tension ait une certaine valeur.
- Du reste, qu’il y ait étincelle ou qu’il n’y en ait pas, le fi' de la bobine se trouve traversé par un courant d’une singe-Hère énergie qui peut être suffisant pour échauffer ou mémo fondre le fil des bobines. On a remarqué que lorsqu’un courant suffisant traversait un circuit composé de fils de diverses grosseurs et de diverses natures, ceux qui offraient le plus de résistance sur l’unité de longueur s’échauffaient les premiers. 11 a suffi alors de faire précéder le fil des bobines d’un fil plus fin en métal plus résistant que le fer, de l’envelopper de soie et de l’enrouler autour d’un cylindre en métal communiquant avec 1® sol pour voir ce fil additionnel ou fondre et interrompre la communication du récepteur avec la ligne, ou simplement s’échauffer, brûler son enveloppe de soie, se mettre en comme-nication avec le sol et préserver ainsi les fils des récepteurs.
- Les autres perturbations peuvent avoir trois causes : ou des ruptures de conducteur, ou leur mélange fortuit, ou des communications accidentelles avec le sol. Nous allons indiquer I® moyen de procéder à la recherche de ces divers dérangements-
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- * a rupture d’un fil, sans communication avec la terre, détermine l’interruption du courant dans le circuit dont il fait partie. ^ donc on ne reçoit rien et on ne transmet rien, il y a lieu de Crdire que le circuit est rompu. On s’assure d’abord que la ^pture est dans la station ou en dehors, en attachant un fil à fr terre par une de ses extrémités et par l’autre au fil qui rie fractionne pas, au point où il entre dans la station. Si, en se Mettant sur contact, le galvanomètre cause un fort courant, on Peut être sùr que la rupture est en dehors du poste. On peut encore détacher le fil du bouton d’entrée du récepteur et y at-freher le bout du fil d’essai que nous avions mis à la terre. Il frut dans ce cas n’opérer qu’avec un très-petit nombre d’éléments, douze au plus. Si par ce procédé on n’aperçoit pas le Passage d’un courant, il faut en conclure que la rupture existe ^aes la station /On s’assure du point exact où elle a lieu, en détachant le fil d’essai de l’entrée du bureau et en l’attachant succes-Slvement avant et après le paratonnerre : c’est le plus souvent fr fine fil est rompu. Si, après avoir attaché le fil après le pa-ratonnerre, on n’a pas de courant, il faut, afin d’avoir toujours fr boussole dans le circuit, laisser le fil d’essai attaché comme vient d’être dit, et prendre un second fil que l’on attache à la Assole, du côté opposé au paratonnerre, après avoir détaché fr fil qui y était fixé. Le bout libre de ce second fil d’essai est er,suite attaché successivement avant et après le manipulateur, P°ur s’assurer que ce n’est pas là qu’a lieu l’interruption du Clrcuit. Si on n’avait pas encore de courant après avoir remis Ce bout du fil au pôle de la pile, c’est que la pile ne fonctionnait pas, à moins que ce ne soit la boussole ; on peut ou changer cette dernière ou prendre les deux pôles de la pile pour mettre l’un au-dessus de la langue, l’autre au-dessous : la sen-Sation indique si un courant a lieu et par conséquent si la pile est bonne.
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- Quand on a reconnu que la pile est en bon état, ou si, après l’avoir réparée, on ne transmettait rien, c’est que le fil de ligne serait rompu, sans communication avec la terre ; si, au contraire, on envoyait un courant, c’est qu’en même temps que la pile était en mauvais état, le fil du récepteur était rompu ; ce dont on s’assure en mettant, comme nous l’avons déjà dit, 0° fil de communication entre le bouton d’entrée du récepteur & le boulon de ligne du manipulateur.
- Quand on transmet un courant sur la ligne et qu’on ne reçoit pas, ou le récepteur est en mauvais état, ce dont on s’assure, comme nous venons de le dire, ou il y a une communication avec la terre. On s’assure du point où se trouve ce contact, en rompant le circuit après l’entrée du fil dans la station, avant et après le paratonnerre : le point après lequel le courant cesse de passer est celui qui est défectueux ; c’est encore souvent le paratonnerre.
- S’il y a mélange de fils, on reconnaît tout de suite si le mélange existe avec un fil de la compagnie de chemin de fer, par la nature des réceptions que ce mélange produit ; si c’est un fil qui, appartenant à l’État, produit le mélange, il n’y a plus qu’à s’assurer que le point défectueux n’est pas de la poste. On en est certain si, après avoir détaché les fils à l’entrée de la station, on cesse de recevoir dans son appareil récepteur le courant que l’on envoie par l’autre manipulateur. Si ce phénomène ne cesse pas d’avoir lieu, on se met sur contact et l’on détache successivement les diverses parties du fil, jusqu’à ce que Ie courant cesse; le point où cette cessation a lieu est celui où s’est produit le mélange.
- 11 y a un cas où tous les phénomènes du mélange des fils se produisent, mais qui a pour cause ou la rupture ou la résistance
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- 1Qsolite du fil de terre; alors, quand on transmet par un ^ les autres récepteurs reçoivent, et quand on reçoit tous revivent les mêmes signaux. Dans le premier cas, le fluide né-IftÜf de la pile ne trouvant pas d’issue ou une issue suffisante Par la terre de la station, remonte en tout ou en partie par les de terre des autres récepteurs, traverse leurs bobines, les Gis de ligne et s’écoule dans le sol aux stations correspondîtes, après les avoir fait fonctionner. Les récepteurs de la dation où le fil est rompu sont donc traversés par un courant d’électricité négative, allant du bouton de terre au bouton de Ggne; ce courant est de même sens que le courant d’électricité Positive, reçu des correspondants, qui lui, au contraire, va du Gouton de ligne au bouton de terre. Les récepteurs des correspondants qui reçoivent sans que le courant leur soit envoyé avec intention, reçoivent de l’électricité négative dans le sens du bouton de ligne au bouton de terre, ce qui donne un c°urant de sens contraire à celui qu’ils reçoivent habituellement.
- Quand un poste éprouve ce dérangement et qu’il reçoit, tous récepteurs fonctionnent ; mais alors les récepteurs qui reçoi-Ve°t quand cela ne devrait pas être sont traversés par des courts de sens contraire à ceux qu’ils reçoivent habituellement, Car l’électricité positive envoyée par une des lignes, après avoir traversé le récepteur correspondant, ne trouvant pas d’issue dans le sol ou n’en trouvant pas une suffisante, remonte par tas fils qe terre des autres récepteurs, les traverse pour se perdre cGez les correspondants qui ne transmettent pas. Les récepteurs s°ut traversés par de l’électricité positive qui, dans le poste î dérangement va du bouton de terre au bouton de ligne, c°ntrairement au sens ordinaire, et dans les correspondants va c°tnme d’habitude du bouton de ligne au bouton de terre.
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- COCRS PRATIQUE.
- Le sens des courants qui simulent le mélange suffit donc pour faire facilement distinguer ce cas. Il est bien entendu qu’il faut pour cela que la station ait plusieurs récepteurs, sans quoi les choses se passent comme pour un fil simplement rompu-Aussi, est-il bon d’avoir, pour ces cas spéciaux, deux coni' munications avec la terre, dont l’une peut ne servir que pour envoyer si, lorsqu’il semble que le fd est rompu sur la ligne, ce n’est pas en réalité le ûl de terre qui a éprouvé cet accident-Pour faire l’essai, on réunit le fd à l’encrée de la station avec la deuxième communication avec la terre, et le courant doit faire voir son passage dans la boussole quand on se met sur contact-
- Nous aurions eu à parler maintenant de la construction des lignes; mais ce cours n’étant pas destiné aux fonctionnaire5 chargés de ces travaux, nous n’entreprendrons pas cette élude-
- FIN.
- Erratum. — A la page 173, nous avons attribué à M. l’invention du tire-ligne pour tracer avec de l’encre les signau* Morse, c’est M. Cacheleux, stationnaire de l’administration télégraphique de France, qui en est l’inventeur, M. John a substitué une molette au tire-ligne.
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- RÉSUMÉ DES COURS
- DE
- télégraphie électriqce
- FAITS AD MINISTÈRE DE L’INTÉRIEUR
- l'instruction des agents de l'administration
- DES LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES.
- (Annexe au Moniteur Télégraphique.)
- COURS THEORIQUE.
- ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
- INTRODUCTION.
- ^es premières découvertes en électricité remontent à 600 ans av«Uit i’ère chrétienne.
- ïhalès de Milo, philosophe grec, observa que l’ambre (en grec 1 £x*pov,) acquiert par le frottement la propriété d’attirer les |(0rps légers. On reconnut plus tard qu’un certain nombre de rPs peuvent donner lieu au môme phénomène.
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- CODES THÉORIQUE.
- Jusqu’au dix-huitième siècle, cette partie de la physique ^ peu de progrès.
- Vers 1729, l’Anglais Stephen Gray parvint à électriser les métaux par leur contact avec une substance préalablement é)ec trisée, et classa les corps en deux catégories distinctes, les corps conducteurs et les corps isolants.
- La machine électrique était une conséquence naturelle de: travaux de Stephen Gray, elle fournit aux savants un instruit préeieux et leur permit d’étudier plus complètement l’agent fl111’ plus tard, devait fournir des applications si merveilleuses.
- En 1733, un Français nommé Dufay, reconnut l’existence ^ deux forces électriques opposées et fut conduit à admettre i fluides différents. '
- La bouteille de Leyde fut découverte peu de temps après 1746), par Muschenbroeck ; toutefois l’explication de cet appafel ne fut donnée que plus tard.
- Enfin, la théorie de l’électricité statique fut complétée par 1C! travaux si connus de Franklin, sur l’identité des phénomèDcS électriques et des phénomènes atmosphériques.
- Une nouvelle ère s’ouvrit pour l’électricité, en 1790, lorst^ Vol ta présenta la pile à la suite des expériences curieuses Galvani.
- A partir de cette époque, les travaux et les découvertes sesuc' cédèrent rapidement ; les lois et les propriétés de l’électricde’ étudiées par l’expérience et l’analyse, furent complètement fixée®’ et cette branche si importante de la physique qui jusqu’alors éta1 restée en retard dépassa presque toutes les autres, par l'étend^ et la diversité de ses applications.
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- COURS THÉORIQUE.
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- HYPOTHESE DES FLUIDES ELECTRIQUES.
- 1*’étude de la physique serait à peu près impossible, si l’on se Ornait à la simple énonciation des faits et des lois qu’on décou-Vre chaque jour sans chercher à les relier par des théories.
- Gomme la cause première des phénomènes est ordinairement lQcomme5 on est obligé d’établir un point de départ et de formuler des hypothèses. 11 peut arriver que des découvertes nouilles viennent démontrer l’insuffisance ou l’inexactitude de ces hypothèses; on est alors obligé de les modifier ou d’en établir he nouvelles. Aussi doit-on les considérer, surtout au début, uucoup plus comme un moyen de classer les faits et de les
- be
- énoni
- cor simplement, que comme l’expression exacte de ce qui
- existe.
- G est ainsi que pour l’explication des phénomènes d’optique,
- - O’wton fut conduit à admettre que les corps lumineux émettent es particules infiniment ténues, qui, traversant l’espace, vien-^cnt frapper l’organe de la vue et produisent la sensation lumi-jteuse. A l’époque où cette hypothèse fut présentée, elle permet-1 S’expliquer tous les phénomènes connus ; mais des travaux ^ Us récents conduisirent à la découverte de faits nouveaux qui i Pouvaient s’accorder avec l’hypothèse de Newton, et les phy-Slciens l’abandonnant complètement, regardèrent la lumière j'orne le résultat des vibrations d’un fluide auquel ils donnèrent e nom d’éther. Ce- fluide qui échappe à nos sens, remplit
- j0üt l’espace; il existe môme dans les corps sous différents états.
- lorsque ce fluide est mis en mouvement par un corps lu-^ùtieux, les vibrations se transmettent h la manière des ondes s°Uores et produisent sur l’œil une sensation analogue à celle u SOn sur l’organe de l’ouïe.
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- 4 COURS THÉORIQUE.
- 11 en a été de même pour l’électricité : à la suite des première3 découvertes, on admit l’existence d’un fluide unique se dévelop' pant par le frottement sur certains corps et agissant par attraction sur la matière; plus tard, on renonça à l’idée d’un seul fluide pour en admettre deux distincts, jouissant de propriété3 complètement opposées et s’annulant mutuellement.
- Cette dernière hypothèse elle-même est actuellement fort cofl' testée ; il existe, en effet, certains cas qu’elle ne permet pas d’expliquer simplement. On revient peu à peu à la supposition d’uu seul fluide. Quelques savants, repoussant même toute idée de fluide nouveau, ne voient dans l’électricité qu’une manifestation sous un aspect différent de l’éther, qui est déjà considéré conune la cause première de la lumière et de la chaleur.
- Nous n’entreprendrons pas ici une discussion sur ce sujet 31 délicat, qui ne peut d’ailleurs être traité qu’après une étude coÆ' plète et approfondie de tous les faits qui se rattachent à l’électricité.
- L’hypothèse des deux fluides est, sans contredit, celle qui Per' met d’énoncer le plus simplement les faits, aussi la conserve-t-on, en général, dans les traités élémentaires, et il est probable qu’elle pourra toujours subsister au moins comme moyen de fa' ciliter l’élocution, si l’on convient de ne donner aux mots fluide3 qu’une acception vague représentant deux états différents et opposés, quelle qu’en soit du reste la cause première.
- PRINCIPES ÉLÉMENTAIRES.
- Voici les principes élémentaires sur lesquels repose toute la théorie de l’électricité.
- 11 existe dans la nature deux fluides distincts, impondérable3
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- COURS THÉORIQUE.
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- et ^visibles, nommés électriques, qui sont répandus sur tous les COrPs, en quantités égales à l’état ordinaire.
- Les molécules d’un même fluide se repoussent et attirent celles de l’autre fluide.
- La réunion de deux masses égales des deux fluides électriques, Produit une combinaison qu’on nomme fluide neutre, qui est sans aucune action ; ainsi les corps de la nature, bien que contenant toujours une quantité indéfinie d’électricité, ne donnent lieu à au-Cuiie manifestation électrique.
- Cette neutralisation de l’un des fluides par l’autre, leur a fait donner les noms de fluide positif et de fluide négatif, ou d’élec-tricitê positive et négative.
- La séparation des deux fluides, ou, en d’autres termes, la dé-c°niposition du fluide neutre, peut s’opérer de diverses manières, é plus simple consiste à frotter deux corps l’un contre l’autre : Uq des corps se charge d’électricité positive et l’autre d’électricité négative, et les quantités des deux fluides ainsi développées sont Gemment égales.
- Les fluides électriques se propagent facilement sur certains c°rps qu’on nomme conducteurs, tandis que sur d’autres, qu’on daigne sous le nom de corps isolants, aucune transmission de électricité ne peut avoir lieu. Cette propagation de l’électricité ént à la répulsion qu’exercent les molécules d’un même fluide *es unes sur les autres. Les corps opposent une résistance plus ou Jtoins grande à l’écartement des molécules, ce qui produit la dif-^r6nce dans leurs propriétés conductrices.
- La terre peut être considérée comme une immense sphère conductrice* de sorte que, si une substance contenant de lélectri-cé est mise en communication avec le sol, le fluide qu elle connut se répand dans la terre, et à cause de sa grande dimension, SeQ)ble entièrement disparaître.
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- 1 Deux masses d’électricité s’attirent proportionnellement au pr°* duit des quantités d’électricité qu’elles contiennent et en raison inverse du carré de la distance qui les sépare. Ainsi, m et ^ étant les quantités d’électricité répandues sur deux corps, et d la distance qui les sépare, la force d’attraction de ces deux corps, s’ils sont chargés d’électricités contraires et de répulsion, s’il3 sont chargés du même fluide, est :
- mm'
- ~h?
- Lorsque deux masses d’électricités contraires sont en présence, si aucune distance ne les sépare, elles s’attirent, et une quantité quelconque de l’un des fluides annule ou neutralise une quantité égale du fluide contraire.
- Si, au contraire, les deux fluides sont séparés par un corp3 isolant, la neutralisation n’a plus lieu pour des quantités égales : une masse A d’électricité ne peut neutraliser qu’une quantité moindre de l’autre fluide qu’on peut représenter par mi, m étant une fraction qui dépend de la distance des deux masses électriques et même de la nature du corps qui les sépare.
- DÉMONSTRATIONS EXPERIMENTALES.
- Les principes qui précèdent, une fois l’hypothèse des deu* fluides admise, se démontrent facilement par l’expérience.
- En premier lieu, on reconnaît l’existence de l’électricité sur un corps par l’attraction qu’il exerce sur les corps légers environnants. Si donc on suspend à un fil une petite balle de sureau, un corps sera électrisé s’il l’attire. Cet appareil se nomme pendule électrique.
- Cela posé, on trouve aisément qu’en frottant un bâton de verre avec du drap, il attire la balle de sureau, et qu’il la repousse dès qu’il l’a touchée. Un Mton de résine frotté de la même manière produit le même effet, mais il attire la balle lorsqu’elle a été
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- é^ctrisée par son contact avec le verre. De là résulte naturelle-^eilt la différence des deux fluides.
- Afin de les distinguer, on convient de nommer fluide positif Celüi qui se développe sur le verre par son frottement avec un Arceau de drap, et fluide négatif, celui qui se développe sur la j^sine frottée de la môme manière. On leur donne souvent aussi es noms de fluide vitré et de fluide résineux.
- Lorsqu’un corps métallique a été touché à l’aide d’un corps Valablement chargé d’électricité, il s’électrise dans toutes ses Vties, tandis que d’autres, comme le verre, les corps rési-neux, etc., ne s’électrisent qu’au point de contact. 11 y a donc deux cVgories distinctes de corps : les corps conducteurs sur lesquels Se Propagent les fluides électriques et les corps non conducteurs isolants ; mais comme dans la nature il n'existe jamais de SeParation absolue, il existe des corps qui sont médiocrement inducteurs, et d’autres qui sont plus ou moins isolants.
- . ^°ici comment les corps peuvent être rangés dans l’ordre de GUr conductibilité :
- Tous les métaux,
- Le charbon bien brûlé,
- Les acides,
- L’eau,
- La vapeur d'eau.
- Les oxydes métalliques,
- La glace,
- Le caoutchouc,
- Le verre,
- La cire,
- Le soufre,
- Les résines,
- La gomme laque,
- La gutta-percha,
- conducteurs.
- isolants.
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- La propagation de l’électricité tient, comme nous l’avons dit: à la répulsion qu’exercent les molécules d’un même fluide le! * unes sur les autres ; plus le rapprochement de ces molécules, en d’autres termes, plus la quantité d’électricité répandue sot*5 un même volume est considérable, et plus la tendance à la dis* persion est grande.
- Ainsi certaines substances qui peuvent isoler quand un corp51 contient peu d’électricité, deviennent conductrices si la quanti^ d’électricité augmente dans certaines proportions.
- Lorsqu’un corps électrisé est mis en communication avec ^ sol par l’intermédiaire d’un conducteur, on remarque, àl’aidei du pendule électrique, qu’il perd instantanément toute son élec’ tri ci té, ce qui prouve l’un des principes que nous avons énon^ plus haut. On nomme souvent pour cette raison, la terre, le servoir commun;
- Il faut donc, pour qu’un corps conducteur puisse être électrisé» qu’il n’ait avec le sol de contact que par l’intermédiaire de corps qui ne puissent conduire l'électricité, ou, autrement dit, qu’il sod isolé.
- Pour étudier les lois de l’attraction et de la répulsion des flu1' des électriques, le moyen qui se présente le plus naturellemeIlt à l’esprit consiste à employer une balance ordinaire.
- Au-dessous de l’un des plateaux, on suspend une petite spbêre en métal à l’aide d’un corps isolant, et dans l’autre plateau, °° met des poids de façon à rétablir l’équilibre. On reconnaît d’aboi que, si l’on électrise la boule, l’équilibre de la balance n’est paS troublé. Ce qui démontre que les fluides électriques sont impofl' dérables.
- Si maintenant on place au-dessous de la sphère électrisée ^ corps chargé d’électricité contraire, il y a attraction et le pl3'
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- teau s’incline. Pour rétablir l’équilibre, il faut ajouter dans l’autre *tas poids dont le nombre représente évidemment la force d’at-Action.
- Supposons que la sphère et le corps soient placés à 1 décimè-tre de distance et que le poids qui mesure l’attraction soit de 3 décigrammes ; on fait une seconde expérience en rapprochant ^ corps électrisé, l’attraction augmente et, pour conserver l’équi-^re, on doit ajouter de nouveaux poids.
- Ou trouve ainsi que si la distance, au lieu d’être de 1 déci-^tre, est seulement de 1/2 décimètre, la force d’attraction est de ^ décigrammes, c’est-à-dire quatre fois plus considérable.
- Si la distance est réduite au tiers, l’attraction est neuf fois plus £r&nde et ainsi de suite.
- On peut donc dire que la force d’attraction est en raison in* vcrse du carré de la distance.
- Pour étudier la répulsion, on peut opérer de même; seulement ^ faut ajouter les poids dans le plateau qui supporte la sphère
- électrisée.
- Pour apprécier l’influence de la quantité d’électricité, on suit ÜQe marche analogue; on présente au-dessous de la sphère sus-Pcndue au plateau de la balance une boule en métal, chargée Préalablement d’électricité, et on détermine la force d’attraction. Pu touche ensuite cette boule avec une autre exactement pareille
- on les présente successivement à l’appareil. On trouve ainsi que, Pour chacune d’elles, l’attraction est précisément la moitié de ce Qu’elle était dans le premier cas, ce qui prouve en premier lieu jlUe la charge électrique s’est également répartie sur les deux °ules et, en outre, que l’attraction, pour une quantité moitié joindre, est réduite de moitié. On peut donc dire que l’attrac-P°u qu’un corps électrisé exerce sur un autre, est proportionnelle a ta quantité d’électricité qu’il contient.
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- 10 COURS THÉORIQUE.
- Ainsi, en désignant par m la masse d’électricité que contient un corps, par d la distance qui le sépare d’un autre corps électrisé, la force d’attraction ou de répulsion est représentée par la
- formule Si la charge électrique du second corps varie, la
- force varie naturellement et également dans le rapport de la quantité d’électricité qu’il contient; en désignant par m' cette
- masse, l’action des deux corps, l’un sur l’autre, est donc -—yr
- Elle est répulsive si les deux corps sont chargés de la même électricité, et attractive dans le cas contraire.
- Au lieu d’employer une balance ordinaire pour déterminer ces lois, on se sert d’un instrument nommé balance de Coulomb, du nom de son inventeur, qui est beaucoup plus sensible et permet d’obtenir une grande exactitude.
- Cet appareil comprend une aiguille horizontale en gomme laque suspendue à l’extrémité d’un fil d’argent. Cette aiguille est terminée par un petit disque en clinquant qu’on peut électriser. Le fil est fixé à l’extrémité d’un long tube vertical, au centre d’un disque de cuivre portant des divisions, et que l’on peut tourner à la main. Une cage en verre entoure l’aiguille et porte également des divisions.
- A l’état de repos, l’aiguille se place dans une position telle que le fil n’ait aucune torsion. Si l’on électrise le disque de clinquant et qu’on lui présente un corps chargé de la môme électricité, il y a répulsion et l’aiguille en gomme laque tourne en tordant le fil d’argent. On a facilement l’angle de torsion, qui est celui que fait l’aiguille avec sa position primitive, et qu’on trouve au moyen des divisions marquées sur la cage de verre.
- Or des expériences nombreuses faites préalablement par Cou* lomb l’ont conduit à ce résultat, que lorsqu’un fil d’argent est
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- COURS THÉORIQUE. ‘ .11
- tor(K la force avec laquelle il tend à revenir à l’état normal est f^portionnelle à l’angle de torsion.
- On peut donc dire que l’angle dont tourne l’aiguille dans la élance, est exactement proportionnel à la force de répulsion ^veloppée par l’électricité.
- Si maintenant on fait varier successivement la charge électrique et la distance de la boule au disque de clinquant électrisé, on arrhre aux lois que nous avons énoncées plus haut.
- Cet appareil peut aussi servir à comparer les quantités d’élec-tricité que contiennent divers corps, puisque ces quantités sont Proportionnelles à la répulsion ou à l’attraction qu’ils exercent ^ le disque de clinquant électrisé d’une manière constante.
- On peut ainsi reconnaître que si deux corps sont chargés de üàles contraires, mais en quantités égales, et si on les met en j^iUact, toute trace disparaît. Si l’un contient une quantité A de UQ des fluides, et l’autre une quantité# de l’autre, il reste sur es 'leux corps, après le contact, une quantité A-B d’électricité de ^me nature que celle qui était sur le premier corps, si A. est ^Us grand que B.
- Oüant au développement de l’électricité, on reconnaît facile-qu’en frottant un bâton de verre avec un morceau de drap a soin d’isoler, lé premier se charge d’électricité positive, aâdis que le second s'électrise négativement quand le morceau e ^rap n’est pas isolé, ce qui a lieu ordinairement ; le fluide né-^atif se développe également, mais il se perd sous le sol à mesure « se produit.
- . Les corps possèdent à divers degrés la propriété électrique, c’est-? 'lire qu’ils peuvent s’électriser plus ou moins facilement par le rottement et prendre l’un ou l’autre des fluides électriques.
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- 12 • cours THÉORIQUE.
- L’état de la surface influe beaucoup sur l’état électrique de3 corps ; ainsi le verre poli s’électrise positivement, tandis que Ie verre dépoli s’électrise négativement lorsqu’il est frotté avec de b laine.
- La plupart des corps se chargent d’électricité positive quand on les frotte avec certaines matières, et au contraire se chargent d’è lectricité négative quand on les frotte avec d’autres. On peut méîOe ranger toutes les substances dans un ordre tel que chacune s’é' lectrise négativement quand on la frotte avec celles qui la précèdent, et positivement avec celles qui la suivent dans la liste.-
- INSTRUMENTS ET CONSÉQUENCES DES PRINCIPES PRÉCÉDENTS-
- On nomme électroscopes les appareils qui servent à reconnaît la présence de l’électricité et à déterminer sa nature. No»5 avons déjà parlé du pendule électrique composé d’une balle de sureau suspendue à l’extrémité d’un fil isolant.
- L’électroscope à pailles d’or est formé de deux petites feuille très-minces d’or, suspendues à la partie inférieure d’un plate»11 métallique. Quand on touche le plateau avec un corps électrisé les deux pailles se chargent de la môme électricité et s’écartent' La divergence subsiste après avoir enlevé le corps électrisé.
- Si l’on veut reconnaître la nature d’électricité que possède na corps, on commence par électriser les deux pailles au moyeI1 d’un bâton de verre préalablement frotté avec un morceau drap ; on lui présente ensuite le corps à essayer. Si la divergent des pailles augmente, le fluide qui produit cet effet est évident ment positif ; dans le cas contraire, il est négatif.
- Les électromètres sont destinés à mesurer les quantités d’électricité que contiennent les corps. Nous avons déjà décrit labalance de Coulomb, qui peut servir à cet usage. Pour comparer, Par
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- exe*nple, les quantités d’électricité que contiennent deux boules, commence par charger de fluide contraire le disque en duquant de l’aiguille de la balance, puis on lui présente la Ornière boule. Il y a répulsion et l’aiguille tourne ; supposons ^dle s'arrête à 20°. On présente alors la seconde boule; la dation augmente si elle est plus chargée que la première, on tourne le disque supérieur qui supporte l’aiguille, de aÇon à ramener l’aiguille à la môme position de 20 °. Dans les eux expériences, la distance des corps électrisés est la même ; es forces qui produisent la répulsion sont donc uniquement proportionnelles aux quantités d’électricité que contiennent les deux °ules. Or ces forces sont elles-mêmes proportionnelles aux angles e torsion du fil d’argent. Pour la première boule, il est 20°; P0ür la seconde, il est 20°, plus l’angle dont on a dû tourner . risque supérieur pour maintenir l’aiguille dans la même direc-ll°û- Si cet angle est de 15", les masses électriques seront entre e^es dans le rapport de 20 à 35.
- Quand on veut simplement se rendre compte approximative-^oot de la charge électrique d’un conducteur, on fixe au-deSsus pendule électrique muni d’un cadran. Le fil qui supporte la °ule, au lieu de rester vertical, prend une certaine inclinaison
- îüi
- Pulsion.
- permet d’apprécier la masse d’électricité qui produit la ré-
- ^ électricité réside à la surface des corps. Cette proposition est une conséquence du prinéipe que nous avons posé, que deux U^sses électriques de même nature se repoussent en raison in-^erse du carré de leur distance, et proportionnellement au pro-11 des quantités d’électricité qu’elles renferment. En effet, jjlland on cherche par le calcul les conditions d’équilibre d’un Uide qui jouit de telles propriétés, on trouve que dans Tinté-rieur il ne peut pas exister de molécules, car elles seraient ^Poussées inégalement dans les diverses directions.
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- COCIiS TIIÉQR1QCE.
- On peut, du reste, prouver facilement ce fait par l’expérience Si l’on électrise une sphère creuse, et qu’on touche l’intérieri avec un petit disque métallique fixé à l’extrémité d’une tige isolante, on trouve que le disque ne possède aucune trace de* lectricité, tandis qu’il se charge lorsqu’on le met en contai avec l’extérieur. Quand l’on recouvre la sphère de deux héco|' sphères en métal, et qu’on électrise l’appareil, les deux héifl1' sphères seuls contiennent le fluide, car si on les enlève avcc deux manches isolants, la sphère se trouve à l’état neutre.
- Le fluide se trouve donc maintenu à la surface des corps coP' ducteurs par leur contact avec une substance isolante qui efit ordinairement l’air atmosphérique. Il exerce en vertu de force expansive une pression qu’on nomme tension Plus b quantité d’électricité qui se trouve répandue sur le corps cgt considérable, plus cette tension est grande.
- La tension électrique est analogue à la force élastique gaz, qui est la pression exercée par eux sur les parois des vas^ qui les renferment. Deux vases de dimensions différentes peu' vent contenir la même quantité de gaz ; mais si l’un d’eux egt plus petit que l’autre, la force élastique est plus considérable il en est de même pour l’électricité : deux sphères de dime*1' sions différentes peuvent être chargées également d’électricU0, mais la tension est plus grande sur la plus petite des sphère puisque les molécules du fluide sont plus rapprochées.
- On voit donc que la tension représente la quantité de fluide électrique qui se trouve en un point sur une étendue constant'
- Nous avons dit que certains corps isolent lorsque la force expansive de l’électricité est faible, tandis qu’ils deviennent ccri' ducteurs quand cette force est considérable. Il en est ainsi ^ l’air atmosphérique lorsqu’il est chargé de vapeurs d’eau ; ain51 un corps ne peut s’électriser indéfiniment à l’air libre, il arrhe
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- toujours un moment où la tension dépasse la limite de résis-tauce que l’air peut lui opposer, et la charge qu’on peut obtenir est d'autant plus faible que l’air est plus humide.
- Plus l’air est dense, plus il est isolant; un corps électrisé, torsqu’il est mis dans l’air raréfié, perd promptement son élec-toicité. On peut faire facilement l’expérience en plaçant le Corps sous la cloche d’une machine pneumatique et en faisant to vide.
- Lorsqu’une sphère est électrisée, la tension électrique est évi-(lemment la môme à tous les points, mais il n’en est pas de toênie pour un corps de forme irrégulière. Oji trouve par l’expé-rieùce et par le calcul que pour un ellipsoïde la tension élec-toique est plus grande aux extrémités du grand axe qu’aux todrémités du petit ; et en général la tension est toujours la plus torte aux points où la courbure est la plus grande, et elle aug-toente avec celte courbure.
- Pour faire l’expérience on se sert d’un petit disque de clinquant dominé plan d’épreuve) qu’on fixe à l’extrémité d’une aiguille gomme laque; on touche avec ce disque un point du corps a essayer, et on le présente ensuite à la balance de Coulomb P°ur avoir la quantité d’électricité qu’il contient, et qui repré-sente très-approximativement la tension au point qu’on a touché.
- L’extrémité d’une pointe peut être considérée comme une petite Surface dont la courbure est infinie; ainsi, d’après ce que nous Veùons de dire, si un corps est terminé par une pointe, toute l’élec-toicité s’y porte et la tension est infiniment grande; la résistance *îUe l’air atmosphérique peut opposer à l’électricité ayant une Certaine limite, il en résulte que le fluide accumulé à l’extrémité la pointe s’échappe. Un corps terminé par des pointes ne peut s’électriser.
- Électrisation par influence. — Imaginons un corps A chargé
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- d’électricité (positive par exemple) et placé auprès d’un corps conducteur B. Le fluide de A agit par influence et décompose Ie fluide neutre de B, attire l’électricité négative et repousse ^ contraire l’électricité positive. Ainsi le corps B se trouve divise en deux parties dont une contient du fluide positif, et l’autre du fluide négatif, et si deux petits pendules électriques sont placés aux deux extrémités, on voit les fils qui supportent les balles de sureau s’élever. Si on rapproche beaucoup les deux corps, quantité du fluide neutre décomposé augmente et par conséquent aussi la tension du fluide négatif attiré par A.
- 11 arrive donc un moment où cette tension est assez forte pour vaincre la résistance de l’air atmosphérique, et les deu$ électricités se rejoignent en produisant une étincelle; le corps 0 reste alors chargé uniquement d’électricité positive. C’est le même phénomène qui se produit évidemment quand on touche un corp5 conducteur avec un corps électrisé.
- Si le corps B est terminé par une pointe placée en face de Ai l’écoulement du fluide pouvant avoir lieu avec une facilité plllS grande, la recomposition a lieu à une distance plus considérable' Ainsi donc un corps électrisé ne perd pas son électricité seulement quand il est terminé par une pointe, mais aussi quand on lul présente à une certaine distance un conducteur qui en est mufl1.
- Ce que nous venons de dire montre la manière dont s’opèi'e la transmission de l’électricité. Supposons un certain nombre dfi corps conducteurs, A, B, C, D, etc., situés à de très-petites di*' tances les uns des autres,
- (M) ~(î) ~(B) "(C)
- et un corps M chargé d’électricité positive. M agit par influent sur A, décompose le fluide neutre, et attire dans le voisiuage l’électricité négative en repoussant l’électricité positive. Cette dernière agit de même sur B et la décomposition du fluide neude
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- Se reproduit dans tous les corps. Si la tension électrique de M est assez forte pour vaincre la résistance de l’air atmosphérique, il Y a réunion entre le fluide positif de M et le fluide négatif de A; ta même recomposition se produit entre A et B, B et G, et ainsi
- *ta suite.
- Si les corps A, B, G sont au contact, ou si ce sont les molé-Cules d’un corps conducteur, le phénomène doit évidemment être ta même. Ainsi donc lorsqu’on touche un corps électrisé avec un inducteur, le fluide électrique ne se répand pas à la manière *tas gaz, mais il se produit une série de décompositions et de re-c°mpositions successives dans toutes les molécules.
- Revenons maintenant au cas de deux corps, l’un A électrisé po-tativement, et l’autre B, conducteur et placé auprès du premier, ^ous avons dit que le fluide négatif de B se porte dans le voisine de A, et que le fluide positif est repoussé à l’autre extrémité. ^ l’on touche cette extrémité avec un corps conducteur communiquant au sol, avec le doigt, par exemple, le fluide positif s écoule, et il ne reste sur B que de l’électricité négative qui est étirée par A. Si donc on sépare les deux corps, B restera chargé UlRquement d’électricité négative. On peut décharger le corps B
- le présenter de nouveau à A; il se produira une nouvelle dé-c°mposition, et en touchant l’extrémité opposée de B on obtiendra Ulm nouvelle charge électrique. Ainsi donc avec un corps électrisé 011 peut charger autant de fois qu’on veut un autre corps d’élec-trtaité contraire.
- L’électrisation par influence permet d’expliquer tous les phéno-^èties d’attraction et de répulsion dont nous avons parle plus
- «aut.
- Considérons en premier lieu un corps léger a, une balle de SUreau par exemple, suspendue à l’extrémité d’un fil conducteur ei1 communication avec le sol et mis en présence d’un corps ^tactrisé positivement A. L’électricité du corps A décompose
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- par influence le fluide neutre de A, repousse l’électricité positive dans le sol, et la balle de sureau a, restant chargée d’électricité contraire, se trouve attirée.
- Si la balle de sureau est suspendue à l’extrémité d’un fil isolant, et si elle se trouve à l’état neutre, il s’opère encore une décomposition; le fluide négatif est attiré par le corps électrisé A, et l’autre est repoussé à l’extrémité la plus éloignée. L’attraction exercée par A sur l’électricité contraire étant plus grande que la répulsion exercée sur l’électricité de même nom, il y a toujours attraction, et la balle de sureau est encore attirée.
- Quand la balle de sureau a, suspendue à un fil isolant, est électrisée négativement, la présence des deux électricités contraires donne lieu à une force répulsive; mais en même temps le fluide neutre est décomposé comme dans le cas précédent, et il en résulte une force attractive. Suivant que l’une de ces deux forces est plus forte ou plus faible que l’autre, il y a répulsion ou attraction de a. Ainsi, si la balle de sureau se trouve placée à une assez grande distance du corps A, ou si ce corps n’est que faiblement électrisé, il se produit une répulsion, tandis que si a se trouve très- rapproché, l’attraction qui résulte de la décomposition du fluide neutre l’emporte toujours sur la répulsion provenant des deux électricités contraires.
- Imaginons enfin une balle de sureau complètement libre et placée sur une table au-dessous du corps électrisé A ; elle se charge par influence d’électricité contraire et se trouve attirée. Dès qu’elle a touché A, elle prend son électricité positive, et il se produit une répulsion. La balle retombe donc sur la table; le fluide positif dont elle s’était chargée par contact, se perd dans le sol, et elle se trouve de nouveau attirée. Le même mouvement se reproduit indéfiniment et donne lieu à ce qu’on nomme la danse des balles de sureau.
- Nous passons maintenant à la description des principaux appareils électriques.
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- APPAREILS ÉLECTRIQUES.
- Electrophore. — L’électrophore se compose d’un gâteau de Résine et d’un disque métallique fixé à l’extrémité d’une tige ls°lante. Lorsque l'on frotte le gâteau de résine avec une peau de c^at, il se charge d’électricité négative. On place alors au-dessus le Afflue de métal, dans lequel il s’opère une décomposition du Ûüide neutre ; le fluide positif est attiré à la surface inférieure le fluide négatif est repoussé à la partie supérieure. Il n’y a Pas recomposition entre les électricités, négative du gâteau de résine et positive du disque, ou du moins cette recomposition est très-lente, parce que la résine ne conduit pas le fluide électrique flui se trouve répandu non-seulement à la surface extérieure, ^ris encore à une certaine profondeur. On touche avec le doigt partie supérieure du disque métallique, et l’on enlève ainsi s°ü électricité négative. Il reste donc électrisé positivement quand 011 le sépare du gâteau de résine. Lorsqu’on lui présente le doigt, 011 obtient une étincelle. On peut le placer de nouveau sur le gâteau de résine et obtenir une nouvelle charge électrique; la ^ême opération peut se répéter longtemps sans que le gâteau de r^ine cesse d’être électrisé. Cet appareil est donc une véritable échine électrique pouvant donner très-facilement des décharges électriques assez faibles.
- Machine électrique. — La machine électrique se compose A plateau circulaire en verre qu’on peut faire tourner au ^oyen d’une manivelle et qui frotte contre quatre coussins fixés fleux à deux en face les uns des autres aux montants qui supportent l’axe de rotation du plateau. Un conducteur en cuivre ls°lé par des pieds en verre embrasse, au moyen d’un arc mé-talHque, ce plateau auquel il présente quelques pointes.
- Lorsqu’on tourne le plateau de verre, son frottement contré es coussins décompose le fluide neutre et il se charge d’électri-Clté positive. Les coussins s’électrisent négativement, mais le
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- 2Ô COir.S TULOIUQl'E»
- fluide se perd dans le sol par les montants en bois. L’électricité négative du plateau agit par influence sur le fluide neutre du conducteur, attire l’électricité négative, qui passe par l’intermédiaire des pointes, rend au verre son état normal et laisse libre l’électricité positive, qui se répand sur toute la surface métallique.
- La charge électrique du conducteur ne peut pas dépasser une certaine limite, car l’air n’est jamais complètement isolant; il arrive toujours un moment où la tension est assez forte pour vaincre sa résistance et le fluide se disperse. Lorsqu’on cesse de tourner le plateau, l’électricité se perd rapidement par les pointes qui servent à faciliter l’action du plateau sur le métal.
- Il y a une autre cause qui limite la charge que peut prendre le conducteur. Le verre par son frottement se charge d’une certaine quantité d’électricité qui attire, comme nous l’avons dit, le fluide négatif du conducteur. Mais si la tension électrique développée est faible, il arrive rapidement un moment où l’électricité positive répandue sur le cylindre métallique empêche le fluide négatif d’être attiré par le verre et dès lors il ne se développe plus d’électricité ; pour augmenter la charge, il faut tourner plus rapidement le plateau de verre.
- Ainsi la tension électrique du conducteur dépend de la vitesse de rotation imprimée au plateau. Quant à la quantité absolue d’électricité, elle est évidemment proportionnelle à l’étendue du conducteur. Aussi dans les machines puissantes lui donne-t-on toujours de grandes dimensions.
- On ajoute quelquefois à la machine des cylindres de cuivre qu’on met en communication avec le conducteur et qu’on enlève dès que la tension développée a atteint son maximum.
- Pour pouvoir apprécier la charge d’une machine électrique, on se sert souvent d’un petit pendule électrique qu’on fixe à
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- COU 11S THUOIUQUC.
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- Extrémité du conducteur, la balle de sureau se charge en même temps que lui et se trouve repoussée ; elle s’élève donc à mesure que la tension augmente.
- Quand on présente le doigt à une petite distance du conducteur chargé de la machine électrique, il se produit une étincelle brillante et on ressent une commotion plus ou moins vive suivant te force de la charge ; le conducteur se trouve subitement dé-chargé. Le phénomène qui se produit ici est analogue à celui qtie nous avons signalé en parlant de l’électrisation par influence; l’électricité négative est attirée à l’extrémité du doigt et s’échappe Pour venir rejoindre le fluide positif qui part du conducteur.
- Lorsqu’une personne se place sur un tabouret isolé du sol par •tes pieds de verre et touche avec la main le conducteur de la machine dont on tourne le plateau, elle se trouve électrisée et l’°n peut tirer des étincelles des diverses parties de son corps ; te fluide s’échappe par les cheveux, qui se dressent spontanément, surtout quand on place au-dessus un corps communiquant avec te sol.
- L’électricité, en s’écoulant par les pointes, produit en sens contraire, sur les corps dont elle s’échappe, une réaction analogue a celle que l’eau exerce contre les parois d’un vase en s’écoulant Par une mince ouverture. On peut s’en assurer au moyen d’un Petit instrument nommé tourniquet électrique. Il se compose de Quatre rayons métalliques recourbés à angle droit dans le même Sens, terminés par des pointes et fixés/â une chape qu’on place Sur une petite tige posée sur la machine.
- Quand on tourne le plateau, le fluide électrique s’échappe par tes pointes et les fait tourner dans la direction opposée à l’écoulement du fluide.
- Ou peut obtenir avec la machine électrique les deux élec-teicités développées simultanément sur deux conducteurs diffé-
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- 22 COURS THÉORIQUE.
- rents ; il suffit d’isoler les coussins et de les faire communiquer avec un autre cylindre métallique séparé du premier ; il se trouve en effet chargé négativement, tandis que l’autre l’est positivement.
- Le frottement de la vapeur contre des corps développe aussi de l’électricité. Cette propriété a donné l’idée à Armstrong de construire une machine hydro-électrique, qui se compose d’une chaudière portée sur des pieds en verre et au moyen de laquelle on produit de la vapeur d’eau. Cette vapeur, en s’échappant par un robinet, frotte contre les parois et vient se condenser sur des petits peignes métalliques isolés, placés à une certaine distance-La chaudière s’électrise négativement et la vapeur chargée de fluide positif l’abandonne aux petits peignes métalliques sur lesquels elle vient se condenser.
- Condensateurs. — Les condensateurs sont destinés à permettre d’accumuler sous de petits volumes de grandes quantités d’électricité. Ils sont fondés sur la propriété de deux fluides de s’attirer et de se neutraliser à distance.
- Imaginons deux plaques métalliques, A et B, qu’on nomme armatures, placées à une petite distance l’une de l’autre et séparées par un corps isolant. On met la première A en communication avec le conducteur d’une machine électrique chargée ; si elle existait seule, elle prendrait une quantité d’électricité assez faible, dépendant de la tension, qui serait la même que celle du conducteur de la machine, et de son étendue. Mais si le corps B se trouve en présence, son fluide neutre est décomposé; son électricité négative est attirée à la surface voisine de A et son électricité négative repoussée dans le sol, si l’on fait communiquer B avec la terre, en le touchant avec le doigt, par exemple-Le fluide négatif de B est donc neutralisé par A, puisqu’il reste sur la surface sans s’écouler dans le sol par le corps conducteur qui établit la communication avec la terre ; cette électricité au-
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- rait une masse égale à l’électricité positive de A, si aucune distance ne séparait les deux corps A et B. Mais comme il ne peut en être ainsi, elle est toujours inférieure. C’est une certaine fraction de la masse électrique de A que nous représentons 1
- Par -p et qui dépend de la distance des deux corps. Ainsi si
- ^ est la masse électrique répandue sur l’unité de surface de A,
- °n en d’autres termes la tension du conducteur de la machine, T
- Jp sera celle qui est attirée et neutralisée sur B.
- Le fluide négatif de B agit à son tour sur l’électricité positive A, et en attire une portion sur la surface voisine en la neutralisant, et comme est la masse électrique de B, -p- représenta celle qui est neutralisée sur A.
- Ainsi, après cette première opération, l’électricité de A se frouve décomposée en deux parties, l’une — neutralisée par B,
- °u en d’autres termes à l’état latent, et l’autre T — -p- qui reste à l’état libre. Sur B il existe une quantité d’électricité tente représentée par -p.
- Si l’on met le corps A de nouveau en communication avec la Machine, il pourra de nouveau se charger, et la quantité d’é-
- lectricité qu’il prendra sera -p*, pour avoir une tension T
- égale à celle du conducteur de la machine. Cette nouvelle charge est moindre que la première T ; elle produit sur B un effet analogue> décompose encore le fluide neutre, attire l’électricité î^gative contre la surface voisine, laquelle agit à son tour par ^fluence et neutralise sur A une portion de l’électricité qu’on 'leBt de lui ajouter.
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- En continuant indéfiniment l’opération, on voit que les deux
- plaques du conducteur se chargent indéfiniment. Au premier
- contact, À avait pris une masse T d’électricité; au second, une
- T T
- masse , au troisième il en prendra et ainsi de suite,
- mais il arrive évidemment un moment où la quantité qu’on ajoute est infiniment faible et où l’on peut suspendre l’opération-
- Quant au corps B, à la première opération il s’est chargé d’une quantité de fluide, à la seconde de -^3-, à la troi-T
- sième de —et ainsi de suite. n°
- Ainsi, en résumé, les deux corps A et B, au bout d’un nombre indéfini d’opérations semblables consistant à approcher et à éloigner la source électrique de A, se sont chargés de quantités
- T T T
- d’électricité représentées par T -f- -p- -J- -f- etc., pour A,
- et V+ -§- + -§•+4-, etc., pour B.
- Tandis que si le disque A avait été isolé, il aurait pris seule' ment une masse électrique T.
- On fait toujours l’opération d’un seul coup en faisant coiù' muniquer A avec le conducteur de la machine, B avec la terre et en tournant le plateau de la machine.
- Ainsi, à la fin de l’opération, il se trouve sur la plaque A une quantité d’électricité libre représentée par T, puisqu’elle communique avec la machine, et sur les deux plateaux A et 5 une quantité dissimulée ou latente dépendant de l’éloignement des plaques l’une de l’autre.
- On peut, du reste, donner une expression directe du pouvoir condensant de ces appareils. Représentons encore par T la tension
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- éle
- COURS THÉORIQUE.
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- eçtriqye du conducteur de la machine, par x la quantité d’é-sectricité latente de A, et par y l’électricité latente de B. T -f-a? a ta masse totale d’électricité répandue sur A, et y celle qui
- 6 trouve répandue sur B. Or y étant une certaine fraction
- de t ! T -4- x
- t- z, on a : y =--------1—, et puisque y agit sur x de la
- ïtiême De
- manière que T -f- x agit sur y, on a également x Ces deux équations on tire :
- n%x = T -f. x ou x
- T
- ri2 — 4*
- masse d’électricité répandue sur A est donc T -f- •p-
- ou
- en d’autres termes
- est celle qui est due à la conden-
- tation.
- )eg^rs^u’0n réunit les deux plaques ainsi chargées d’électricité, ^ eux fluides se précipitent l’un vers l’autre en donnant lieu r,r étincelle qui peut éclater à une distance d’autant plus que la charge est plus considérable.
- Pi 0*1 tamt aussi opérer une décharge lente du condensateur en 8j ai]ti La plaque B ne contient que de l’électricité latente y;
- ^ tauche avec le doigt, on n’obtient donc aucune étin-^ ’ DQa*s s* ^on louc^e toute l’électricité libre disparaît. La
- Stflè*6 ^ électricité se trouvait neutralisée par T 4- quand on jj j,. e ta portion T, une partie de y devient libre, et il ne reste etat latent que celle qui peut être neutralisée par x.
- ’Uiq11 ^°Uc^anl al°rs L, on enlève cette électricité libre, et sur A dûHcP°rti0n Huide restant se trouve de nouveau libre. Ainsi qj en mettant alternativement les deux plaques en commune 1011 avec le sol, on leur enlève à chaque fois une certaine tar* ^ électricité, qui va naturellement en diminuant consument.
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- 26 cours THÉORIQUE.
- th
- Telle est la théorie de la condensation, qui joue un grand r en télégraphie pour les lignes sous-marines ; elles sont en construites de manière à constituer un immense condensât^' dont le fil conducteur forme l’une des plaques ou armat®^' et le fil de fer, qui sert à protéger l’enveloppe, l’autre laquelle se trouve constamment en communication avec le i La gutta-percha est la substance isolante qui sépare les de armatures.
- L’électricité latente ne réside pas sur les armatures du cond^ i teur, mais bien à la surface même du corps isolant qui less i pare et qui dans les cabinets de physique est ordinairement plaque de verre. Si, en effet, on enlève les deux plaques con®1" trices, on peut facilement s’assurer, au moyen de l’électroscop^ qu’elles ne contiennent pas d’électricité ; si on les replace apr?| un certain temps contre les parois du plateau de verre, le ^ densateur se trouve dans les conditions primitives, et on P5"’ en opérer la décharge.
- Quand on produit une étincelle en présentant un corps cOÏ ducteur aux deux armatures d’un condensateur, la déchut n’est jamais complète; ainsi, après avoir obtenu une pre®^ étincelle, on peut ordinairement en obtenir une seconde, moins forte, et même une troisième, ce qui tient principale®^ à ce que l’électricité résidant principalement sur la surface verre et même pénétrant à une certaine profondeur, ne peu1 k propager aussi rapidement que sur les corps conducteurs.
- récentes 0 de»*
- Nous ajouterons encore, que des expériences M. Faraday ont prouvé que le corps isolant qui sépare les armatures d’un condensateur, a une grande influence sur le P011 voir condensant, de même que la distance des deux plaques; 0,1 a été conduit, pour expliquer cette action, à une théorie unPe différente qui consiste à admettre que l’action électrique s’ex®^ au contact par l’intermédiaire des molécules électriques des cofp
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- COURS THEORIQUE.
- ^ants. et non à distance, comme nous l’avons admis jusqu’ici.
- Cette
- dau,
- théorie est trop peu avancée pour que nous l’exposions
- s ce cours.
- 4e
- *®Üli
- donne ordinairement au condensateur une forme différente
- celle que nous avons prise pour type, et on le nomme bou-,e de Leyde. 11 est formé d’une bouteille garnie à l’intérieur
- tdf 1 ext®r^eur de feuilles de clinquant qui forment les arma-aVecS ’^ne traverse bouchon et est en communication ec 1 armature intérieure. On évite tout contact entre les deux ca métalliques en garnissant le bouchon avec de la cire à eter ou de la gomme laque.
- ^°ur charger une bouteille de Leyde, on tient à la main l’ar-ure extérieure et on présente la tige au conducteur d’une électrique.
- La
- quantité d’électricité développée étant proportionnelle à la sida Ce ^es armatures, 011 obtient des charges d’autant plus con-. es> que les bouteilles de Leyde sont plus grandes. Pour erUr des effets puissants, au lieu de donner aux bouteilles de jjj ' s dimensions, on en réunit plusieurs en faisant commu-tc)utes les armatures intérieures entre elles et avec le avecUCteur machiue, et toutes les armatures extérieures
- Utl c torre. L’effet est évidemment le même que si l’on avait
- les condensateur ayant une étendue égale à celle de toutes
- °uteilles. Cet appareil se nomme batterie électrique.
- La n
- qn> Caarge d’une batterie électrique est assez longue, puis-cerp6 lïlachme ne peut développer dans un temps donné qu’une ‘jtoe quantité d’électricité ; on peut accélérer la charge en ca//^t un moyen particulier qu’on nomme charge par cas-W * Considérons trois bouteilles A, B et G, on les isole en
- Uoi ^a*an*' sur un plateau de résine ; on fait commu-teil Armature intérieure de la première (A) avec le conduc-e to machine, et son armature extérieure avec l’armature
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- intérieure de B; on fait aussi communiquer l'armature extér>e
- de B avec l’armature intérieure de la dernière G dont l'arma11’
- JaJ
- extérieure est mise en communication avec le sol. Lors<lu tourne le plateau en verre de la machine, la première bouteille se charge intérieurement d’électricité positive, qui attire l’^fl tricilé négative de l’armature extérieure; mais le fluide p°sl;1 de cette armature, au lieu d’aller dans le sol comme dans le^; ordinaire, sert à charger la seconde bouteille (B); il en est de $$ de la troisième. Ainsi toutes les bouteilles se chargent simulé ment avec la quantité d’électricité qui sert à charger la mière. Il est clair, toutefois, que la seconde est moins chaff! que la première et la troisième moins que la seconde; mais l°f.| que l’opération est finie, on enlève les communications éta^lF provisoirement entre les bouteilles et on achève de charger ' dernières par la méthode ordinaire. On les organise ensuite batterie comme nous l’avons indiqué plus haut.
- Il y aurait danger à opérer sans précaution la décharge d’e batterie électrique, et même souvent d’une bouteille de Lef On se sert pour cet usage d’un instrument nommé excité„ universel. C’est un système de deux arcs métalliques terni^ par des boules de laiton et mobiles autour d’une charnière' est même quelquefois prudent de tenir ces deux arcs avec ^ manches en yerre.
- La théorie de la condensation a été employée par Volta, P°ü. obtenir un électroscope extrêmement sensible. Nous avons ^ parlé de l’électroscope à feuilles d’or formé d’un plateau de ( au-dessous duquel sont deux petites lames d’or qui divergé quand on touche le plateau avec un corps électrisé. Si la cbar^ électrique de ce corps est très-faible, on obtient une divergé insensible, mais on peut l’augmenter au moyen de la condefl^ tion. On recouvre le plateau d’une couche isolante très-mince gomme laque, et l’on place au-dessus un second disque sembla*5 fixé à l’extrémité d’un manche en verre. En touchant le pre®16
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- ayec |
- Par '16 corPs ^ont on veut reconna^re l’électricité, on charge toi l11^1101106 d’électricité contraire le disque supérieur, et si l’on 5iul 6 aV6C t^°^t ^a P31'1’'0 supérieure, il se produit une accu-ûr(|.atl011 semblable à celle qu’on obtient avec les condensateurs l’iiDaires- On enlève le doigt et l’on sépare les deux disques; S(1 ctricité latente du plateau inférieur devient alors libre et agit es deux pailles, qui divergent.
- PROPRIÉTÉS DK I,’ÉTINCELLE ÉLECTRIQUE.
- ^°us avons vu que lorsque l’on approche l’un de l’autre deux pjj s chargés d’électricités contraires, les deux fluides se préci-!un vers l,autre en produisant une étincelle ; les deux ^ière 1Cl^S ne se comP°rtent pas identiquement de la môme ma-<}’ ^ans ce phénomène, ou du moins on peut le supposer, lect ,• S fflnnière dont elles s’échappent des pointes. Quand l’é-ij gIlc*^ positive se disperse dans l’air à l’extrémité d’une pointe, î U Pr°duit une petite aigrette lumineuse tant que l’écoulement l^in ' tail^s due l’électricité négative produit un simple point
- ^tr^i1106^6 vaiae l3631100^ d’aspect suivant la nature des corps ar-co lesdUels elle s’opère, ce qui prouve qu’elle est toujours l’e Pagnée d’un petit transport de molécules solides à travers ^ ainsi l’étincelle est verte lorsqu’elle éclate entre deux CV])0 ar§entdes, tandis qu’elle est jaune entre deux pointes de
- e$t GSt ^ autant plus brillante que l’air qui entoure les corps éc]at s c°niprimé ; dans l’air raréfié elle perd beaucoup de son Qla^s e^e Peut se produire à des distances plus considère,^ k ^ûsb lorsqu’on fait le vide dans un tube terminé par de ia 0u^es naétalliques et que l’on présente l’une au conducteur lors Machine électrique en tenant l’autre à la main, on voit, * e lé vide est à peu près complet, une lueur accusant le
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- passage de l’électricité d’une boule à l’autre. On garnit ordiflal rement le tube de feuilles d’étain taillées en losange et dispos^ de manière à ne laisser entre elles que de faibles intervalle En répétant la môme expérience, même lorsque le tube est p^ d’air, on voit partir entre les feuilles d’étain une série d’é^j celles brillantes, ce qui a fait donner à cet appareil le noio û tube étincelant.
- L’œuf électrique qu’on a proposé plusieurs fois d’emploi comme paratonnerre dans les postes télégraphiques, est un de verre dans lequel deux tiges de laiton traversent les parf opposées et dont les extrémités sont placées à une certaine ^ tance. Lorsqu’on fait le vide dans l’intérieur, le fluide passe l’une des tiges à l’autre, à une distance à laquelle on ne polir rait obtenir d’étincelles dans l’air ordinaire.
- L’étincelle électrique produit dans les gaz un ébranlement ^ se traduit par une augmentation subite de pression. On peut reconnaître au moyen d’un tube recourbé fermé à l’une de s. extrémités comme un manomètre et rempli d’eau à la paI\ inférieure. Deux tiges métalliques traversent la partie fermée tube ; au moment où une étincelle éclate entre elles , on voit, liquide s’élever subitement dans la branche libre. C’est cet ébra'j lement du gaz qui met l’air en vibration et est la cause 0 bruit qui accompagne toujours les décharges électriques.
- L’étincelle électrique est une source intense de chaleur ; 0,1 peut enflammer l’alcool, l’éther, la poudre, etc..., au mofe d’une bouteille de Leyde. En faisant passer la décharge d’^ batterie à travers un fil métallique assez fin, le fil s'échauffe rougit ; il peut même se fondre ou se volatiliser s’il est en pl&tl ou en argent ; s’il est en fer, il brûle avec une vive lumière
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- Lorsqu’un corps isolant très-mince se trouve sur le passage étincelle électrique, il est ordinairement percé; ainsi une ca
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- ^ COURS TIIÉORIQUÉ. SI
- a tr°Uvaut placée entre deux boules communiquant avec les . üres d’une bouteille de Leyde, si ces boules sont assez hou °C^esi l’étincelle éclate et la carte se trouve percée. Le Ce Présente une circonstance assez remarquable consistant en Iüm G ^°n °^serve ^es ^eux côtés ^es bavures i qui indiquent Pq e ^ide neutre de la carte a dû être décomposé pour se Sll T ^ Un c<^ sur fl°uie électrisée positivement, et de l’autre ^ a boule électrisée négativement. Quand les boules ne sont Pas eXacteinent en face l’une de l’autre, le trou ne se trouve de i>aU ^mu, il est plus rapproché de la pointe négative que autre- Le verre peut également être percé, mais il doit être émince.
- fe^es eAéts physiologiques de l’électricité ne sont pas moins («Q^^aflles. Nous avons déjà dit qu’en présentant le doigt au &)ot'UCteUr fl>une machine électrique, on ressent une petite coulis1011- Quand on opère la décharge d’une bouteille de Leyde en le a main une des armatures et en touchant l’autre avec leili ^ ^a commotion est bien plus forte; avec une petite bou-de ’ 011 la ressent jusque dans le coude; avec une de la gran-r Ann litre, on la ressent jusque dans l’épaule.
- La
- deg Cornmotion produite par une batterie électrique peut tuer atumaux même de grande dimension.
- Utie°rS^Ue Plnsicnrs personnes se donnent la main en formant Lg ,cflaine, et que la première tient à la main une bouteille de l’^ ’ Lmdis que la dernière en opère la décharge en touchant V ature intérieure, toutes les personnes ressentent la commo-p0séaumême instant. Cette expérience, faite sur une chaîne com-les A un très-grand nombre de personnes, est une des preuves J Us évidentes de la rapidité de propagation du fluide électri-éle‘ .^ür les cadavres privés récemment de la vie, l’étincelle %\ ^Ue Procinit des contractions musculaires qui simulent flUefois un retour à l’existence.
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- 11 nous reste à parler des effets chimiques de l’étincelle. ^ûl1' verrons plus tard qu’il y a une relation intime entre les pb^° mènes chimiques et l’électricité : pour le moment, nous ne clte rons que quelques effets très-simples.
- L’oxygène et l’hydrogène, lorsqu’ils sont renfermés dans ^ vase, restent à l’état de mélange gazeux; mais si l’on fait passer une étincelle dans ce mélange, ils se combinent immédiatem^jj et l’on sait que le résultat de cette combinaison est de l’eau-se produit dans ce phénomène un dégagement de chaleur sidérable, et la vapeur d’eau développée ayant une grande f°rce élastique, il est toujours accompagné d’une détonation ^ violente. D’autres gaz, au contraire, sont décomposés par l’acti011 de l’étincelle. L’ammoniaque, par exemple, quand on le fait tr& verser par une série continué d’étincelles, se décompose en ^ et hydrogène.
- ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE.
- C’est à Francklin que l’on doit les premières expériences prouvèrent l’identité des phénomènes électriques et des effetï produits par les orages. Il lança dans l’air un cerf-volant terifl^ par une pointe métallique et retenu par une corde conducU’^' Chaque fois que le cerf-volant passait dans les nuages, la c°r, donnait des traces d’électricité ; il put même obtenir de loug^ étincelles partant entre l’extrémité de cette corde et le sol.
- L’air contient toujours de l’électricité à l’état libre. On Peüt s’en assurer soit au moyen d’une boule métallique qu’on laflCf dans l’atmosphère et que l’on trouve électrisée après sa chüte’ soit au moyen d’une longue pointe s’élevant dans l’air et co$ muniquant avec un électromètre.
- Lorsque l’air est sec, l’électricité qu’il contient est touj°urj positive; mais quand il est humide, il est quelquefois électif négativement. Plus on s’élève dans l’air, plus la quantité ^ lectricité qu’il contient est considérable.
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- La charge électrique de l’air n’est pas la même aux différents ^ents de la journée. 11 y a deux instants où elle est aximum, et à deux autres elle est minimum.
- Le 1er minimum a lieu 2 heures avant le lever du soleil.
- 1er maximum — 2 — après le lever du soleil.
- 2e minimum — 2 — avant le coucher du soleil.
- 2e maximum — 2 — après le coucher du soleil.
- L électricité atmosphérique provient principalement de l’éva-^hon de l’eau à la surface de la terre, qui produit contre les j es du sol un frottement analogue à celui de la vapeur dans machine hydro-électrique d’Armstrony, dont nous avons
- tri,
- peut facilement expliquer les variations de la charge élec-îUe de l’atmosphère. Pendant la nuit, la vapeur d’eau s’est ^eipitée sur le sol et lui a abandonné toute son électricité, on j . ^nc avoir un minimum avant le lever du soleil. Lorsque ^Jour paraît, l’évaporisation de l’eau détermine l’électrisation e qui arrive promptement à un maximum. Plus tard, la Peur d’eau s’élève par suite de l’action calorifique des rayons la aJr°S’ Gt *'a*r se tr0llvant a Peu Prds sec’ doit amener avant je °dote du jour un minimum à une faible hauteur. Enfin, après j c°ücher du soleil la vapeur d’eau se précipite à la surface de terre en entraînant son électricité, et il arrive naturelle-un moment où la charge électrique est de nouveau maxi-
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- air est donc en général chargé d’électricité positive, et par vouent les nuages sont le plus souvent aussi électrisés positi-l’él ent-’ Peuvent pourtant, dans certains cas, posséder de aVecC , lté négative; en effet, les nuages qui, par leur contact 6c ^ air, sont électrisés positivement, agissent par influence sur
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- le sol, qui se charge d’électricité négative, et si dans ces c*1 constances il se forme des brouillards, ils emportent en s’éle vaut dans l’air de l’électricité négative.
- En général, la tension électrique des nuages est inférieur^a celle que l’on peut obtenir avec les machines électriques da115 les cabinets de physique -, mais à cause de leurs grandes di®e11 sions, la quantité d’électricité mise en jeu est bien plus consi^ rable.
- Orages. — Quand deux nuages chargés d’électricité contra^ sont en présence, ils agissent l’un sur l’autre comme les ariàa tures d’une bouteille de Leyae, et la tension électrique augme11 tant, il arrive un moment où les deux électricités contraires* rejoignent en produisant une étincelle que l’on nomme éclair*
- Cette étincelle atteint de grandes dimensions; on en a vu avaient plus d’une lieue d’étendue. On peut facilement l’expo quer : dans les régions supérieures l’air est moins dense qu’à ^ surface de la terre, de plus l’atmosphère est toujours plus 011 moins chargé de vapeur d’eau qui conduit assez bien l’électrici^ Les molécules de vapeur ne sont pas en contact, et le fluide pa^ de l’une à l’autre comme à travers les lames conductrices du tu^e étincelant.
- L’éclair suit tantôt une ligne droite, tantôt une ligne brisée, qui tient à ce que le fluide, tendant toujours à suivre les coucl^"' les plus conductrices, change de direction.
- La durée des éclairs est infiniment courte, on a pu s’en assui’el en faisant tourner rapidement une roue dans l’obscurité; au nî0' ment de l’éclair on voit la roue dans une position unique, tan^ que si l’éclair avait une certaine durée, on n’aurait qu’une peI ception confuse.
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- La décharge électrique se produit le plus souvent entre les ^ges et la terre; les nuages agissent par influence sur le sol et étirent à sa surface l’électricité contraire à celle qu’ils portent 611 ^poussant l’autre au loin.
- Lorsque la tension est suffisante, l’étincelle éclate; il est clair d’elle a lieu ordinairement entre les nuages et les points les Plus élevés, les arbres, les clochers, etc.
- Lo bruit qui accompagne l’éclair se nomme tonnerre; il est .dû, ^Oiiue celui qui se reproduit quand on décharge une bouteille ^ Leyde, à la vibration qu’occasionne dans l’air le mouvement j s ^eux fluides électriques, mais il est beaucoup plus intense, liasse d’électricité étant plus considérable; il se répercute c°0tre les couches d’air de densité différente et contre les objets Sltués à ia Slirface de la terre, ce qui le prolonge et produit Ulle sorte de roulement.
- La vitesse de la lumière est infiniment grande, comparée à du son, qui n’est que de 330 mètres par seconde ; on voit doilc l’éclair au moment même de la décharge, tandis que l’on eatend le son seulement quelques secondes après.
- Ln multipliant par 330 le nombre de secondes qui s’écoule eiltre l’éclair et le bruit du tonnerre, on obtient approximative-meilt la distance à laquelle a eu lieu la décharge.
- Lans l’été on observe souvent des éclairs qui ne sont pas ac-c°Qipagnés de bruit du tonnerre, et qu’on nomme éclairs de cha-eur; ils sont dus à des orages trop lointains pour que le bruit Paisse arriver.
- La foudre produit des effets analogues à ceux que l’on peut °btenir avec les batteries électriques; mais on comprend aisément
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- qu’ils doivent être infiniment plus puissants. Ainsi la foudre vit1' fie et réduit en poudre les rochers, fond le fer ; elle tue et désof ganise les corps animés ; elle enflamme les substances combu»1" blés, la paille,la poudre, etc. Elle perce les corps peu conducte^ qui se trouvent sur son passage, les murs, par exemple. Elle si"1 le plus possible les corps conducteurs pour se rendre au sol, °11 elle creuse ordinairement dans le sable un petit tube dont parois sont vitrifiées.
- L’électricité des nuages se perd souvent sans produire d’orage' soit par un contact lent avec l’atmosphère, soit par les gouttes ^ pluie qui entraînent le fluide dans le sol.
- Paratonnerres. — Francldin, après avoir constaté l’identité la foudre et de l’électricité, eût l’idée de préserver les bâtinie^ des atteintes du tonnerre par des appareils destinés à attirer fluide électrique et à le conduire directement dans le sol ; on ^ nomme paratonnerres. Le paratonnerre se compose d’une long11* tige qui s’élève dans l’air au-dessus du bâtiment qu’on veut server et qui est mise en communication avec le sol par une chai"' métallique. Lorsqu’un nuage orageux passe au-dessus, l’étince éclate de préférence entre l’extrémité du paratonnerre et nuage. Lorsque la foudre ne tombe pas, le paratonnerre est e" core utile, parce que le fluide contraire à celui du nuage est a'i tiré, et, en échappant par la pointe, contribue à rendre au nua?. son état neutre.
- Ainsi pendant les moments d’orage on voit souvent rextréflil!‘ des paratonnerres devenir lumineuse.
- Les orages arrivent ordinairement dans une direction constat pour le môme lieu ; ainsi on a toujours soin de placer aux $ fices élevés des paratonnerres suivant une position presque b rizontale, dans la direction habituelle des orages, afin de receV"1 les décharges provenant des nuages peu élevés.
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- Dans certains pays les paratonnerres sont terminés par une Ulei la charge électrique de la boule peut être supérieure à le de la pointe, et l’on comprend qu’il puisse en résulter une j s grande attraction sur le fluide du nuage ; on ne sait encore Quelle des deux dispositions est préférable.
- Dn admet généralement qu’un paratonnerre peut protéger au-r de loi une étendue égale à celle d’un cercle dont le rayon aUrait deux fois la hauteur de la pointe.
- Da chaîne des paratonnerres doit être construite et surveillée ec le plus grand soin, car en cas d’interruption dans la conduc-^ JDtë, le paratonnerre, au lieu de protéger l’édifice, devient un aT1ger véritable puisqu’il attire la foudre sans pouvoir la conduire aris le sol.
- Quant à la communication avec la terre, elle mérite également |jbe grande attention; il ne suffirait pas, par exemple, de faire Rendre l’extrémité de la chaîne dans une citerne maçonnée, il ut que tout ce qui l'entoure dans le sol soit bon conducteur, n de permettre au fluide de se répandre facilement dans le ré-Servoir commun.
- Da meilleure communication s’obtient en plongeant cette extré-i dans un cours d’eau. À défaut d’eau courante, on la fait ^°nger dans un puits ou dans le sol, mais à une assez grande [Pondeur en la divisant en plusieurs branches qu’on entoure de braise.
- Choc en retour. — On ressent quelquefois les effets de la üdre à une distance assez considérable des points où s’est pro-décharge électrique. Voici l’explication de ce phénomène 0ri nomme choc en retour. Imaginons un nuage électrisé posi-^eirient; il attire sur le sol aux points les plus voisins l’élec-1Clté négative et repousse à une certaine distance l’électricité
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- positive. Il s’établit un état d’équilibre qui subsiste tant que nuage reste à la même place. Mais si la foudre éclate, les élec' tricités négative du sol et positive des nuages se rejoignent, et l’électricité positive refoulée aux emirons se répand subiteU^1 dans le réservoir commun. Si un corps était ainsi électrisé, ü se; trouve instantanément déchargé et éprouve les effets qui sont I3 conséquence du mouvement des fluides électriques.
- De la Grêle. — La grêle a sans aucun doute pour orig^ l’électricité atmosphérique, car on a remarqué que les grelot sont notablement plus gros pendant les orages qu’aux autre; moments.
- La vapeur d’eau en se condensant dans l’air peut, par suite d’un refroidissement suffisant, passer à l’état de glace ; si cette formation a lieu entre deux nuages électrisés en sens contrait on comprend que les gréions puissent être renvoyés d’un nuage à l’autre par un effet analogue à celui de la danse des pantin ou des balles de sureau. Pendant ces mouvements qui se répe-tent d’autant plus que les nuages sont plus électrisés, les grêlon peuvent acquérir des dimensions considérables et tombent sur Ie sol au moment où ils sont trop gros pour être repoussés par I3 nuage inférieur. Telle est la théorie de Volta, à laquelle on 3 fait plusieurs objections sans en donner une plus satisfaisante.
- Trombes. — Les trombes sont occasionnées par la présence de deux nuages fortement chargés de la même électricité : l’un, ?e trouvant à une certaine hauteur, repousse sur le sol le second qui, marchant avec rapidité, en perdant peu à peu son électricité par son contact avec le sol, déracine les arbres, fait tour' noyer les substances légères et produit les effets dévastateurs que l’on connaît.
- Aurores boréales. — Il se produit quelquefois, dans les environs des pôles de la terre, un phénomène singulier auquel on 3
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- J°nné le nom d’aurore boréale. On l’observe seulement dans de . utes latitudes. Il consiste en une lueur brillante et plusieurs de lumière qui s’élèvent du sol et finissent par former deux colonnes lumineuses. Pendant tout le temps que dure une aurore °réale, l’aiguille aimantée éprouve une oscillation qui démontre Süfisamment la nature électrique de ce phénomène.
- hnfin les tremblements de terre sont ordinairement accom-Pagnés de décharges électriques, mais on ignore encore la relation peut exister entre les deux faits.
- Influence des orages sur les lignes électriques.—Les orages °nt naturellement une grande influence sur les lignes électriques et Principalement sur celles dont les fils sont en l’air. Lorsqu’un nuage électrisé passe au-dessus des fils conducteurs, le fil se charge lentement par influence d’électricité contraire, qu’il con-Serve à l’état latent, tant que le nuage reste à la même distance, électricité ne nuit en rien à la transmission des dépêches.
- le nuage vient à s’éloigner, le fluide devient libre et retourne le sol en suivant les fils dans toute leur longueur. Ce mou-Venient électrique produit, comme nous le verrons plus tard, un jurant ; mais il est en général trop faible pour être observé dans es postes. Si un éclair éclate entre le nuage et un autre voisin, °ü entre le nuage et la terre, le fluide que possédaient les fils inducteurs s’écoule dans le sol, une partie peut s’échapper par les points de suspension, mais la plus grande portion en arrivant au* postes produit les effets ordinaires des décharges électriques, f°nd les fils fins des appareils et donne des étincelles qui écla-*ênt entre les parties métalliques qui correspondent aux lignes et illes qui communiquent avec la terre. On voit que ce phénomène 11 est autre que le choc en retour.
- Qn a constaté que, dans certaines circonstances, une décharge étriqué avait lieu entre les fils télégraphiques et les rails de chemin de fer.
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- Quelquefois la foudre tombe directement sur les fils conduc' teurs; dans ce cas, le fluide brise les porcelaines qui supporte111 les fils pour se rendre à la terre par le chemin le plus court c’est-à-dire par les poteaux sur lesquels il laisse des traces pr°' fondes. Plusieurs poteaux sont ordinairement frappés simultané ment, quelquefois même le fil est fondu. Une partie du flutfe suit le fil dans toute sa longueur, mais elle est assez faible pouf qu’on n’ait pas à craindre ses effets dans les bureaux télégraphe ques.
- Pour protéger les appareils, on se sert de paratonnerres. se composent de deux séries de pointes placées à une faible distance l’une de l’autre; la première se trouve sur le parcours du fil conducteur, et l’autre en communication avec la terre. Quand le fil de la ligne se décharge, le fluide arrive au paratonnerre, et comme il éprouve une assez grande résistance de la part des fins des appareils, il passe entre les pointes pour se rendre à h1 terre par le chemin le plus court.
- SOURCES D’ÉLECTRICITÉ.
- Nous n’avons encore parlé que du frottement comme moyeu d’obtenir l’électricité; mais la décomposition du fluide neutr0 peut s’opérer par plusieurs autres méthodes. La simple pression de deux corps solides détermine l’électrisation contraire des deu* substances. Ainsi, un plateau de verre pressé par du taffetas gommé s’électrise négativement. La pression exercée sur un cristal donne aussi lieu à un développement d’électricité libre.
- La chaleur détermine dans certains cristaux une décomposition des fluides électriques ; l’une des portions du cristal se charg0 d’électricité positive, et l’autre d-électricité négative.
- Le simple contact de deux corps suffit pour développer du
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- Û1
- ectricité ; ainsi, lorsqu’un disque de zinc et un disque de j,UlVre sont juxtaposés, le premier est électrisé positivement, et filtre négativement. C’est cette propriété qui a conduit Yolta à découverte de la pile voltaïque, dont nous parlerons plus ^^•11 a été reconnu, toutefois, que la quantité d’électricité ée par le simple contact est infiniment faible, et qu’on
- développe
- doit
- qui
- attribuer plutôt les effets de la pile aux actions chimiques s’opèrent entre les corps qui la composent.
- Nou
- PlU;
- s citerons donc comme l’une des sources d’électricité les
- ^portantes, les actions chimiques. Lorsque deux corps se j^uibinent, il se produit toujours un développement d’électricité ; ÜI! des deux s’électrise positivement et l’autre négativement.
- , si, quand on plonge une lame de zinc dans l’acide sulfurique Uclu d’eau, le zinc se charge d’électricité négative, et l’acide u brique d’électricité positive.
- (^a combinaison ne peut même s’effectuer que lorsque ce 8a§ement d’électricité a lieu. Ainsi pour une lame de zinc 0ligée dans l’acide sulfurique, il arrive un moment où le zinc 1 acide sulfurique ont une tension suffisante pour qu’elle s’op-,Se d un nouveau dégagement d’électricité. L’action chimique . arrête alors, et ne continue que si l’on enlève les deux élec-Çdés, 0u pon rejoint les deux corps par un conducteur mé-* A11que, auquel cas la recomposition du fluide neutre a lieu
- c°Ilstamment.
- ^ Jusqu’iei nous avons presque toujours considéré l’électricité état de repos ou à l’état statique ; les décharges électriques, 1 nous avons eu occasion de parler, constituent bien un lavement de l’électricité, mais elles sont tellement instanta-^ es> qu’à part les effets lumineux et calorifiques qu’elles pro-p 1Seilt, leurs propriétés sont assez difficiles à étudier. Dans ^jutre partie de ce cours, nous envisagerons le fluide électrique Mouvement dans les corps conducteurs et donnant lieu à ce
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- que l’on nomme courant électrique; mais avant d’y arriver nou» devons rappeler la théorie du magnétisme, qui se lie intiment à celle de F électricité.
- MAGNÉTISME.
- Propriétés générales. — Le magnétisme est la propriété don1 jouissent certains corps, qu’on nomme aimants, d’attirer le fer*
- On trouve à la surface de la terre des aimants naturels ; CÊ sont en général des oxydes de fer (combinaisons de l’oxygène avec le fer).
- On peut développer les propriétés magnétiques sur un certai° nombre de substances, le fer, ,1e nickel et le cobalt ; mais ^ fer est celui qui les prend le plus facilement.
- Le fer n’est pas le seul corps sur lequel agissent les aimant ’ on a, dans ces derniers temps, constaté que toutes les substance sont influencées par le magnétisme ; mais en ce qui concert les applications de la physique, on peut se borner à étudier l’aC' tion magnétique sur le fer.
- Lorsqu’un barreau aimanté est plongé dans la limaille de fer’ cette limaille s’accumule aux deux bouts.
- L’httraction s’exerce principalement vers les deux extrémité en deux points qu’on nomme pôles. La partie médiane gl11 laquelle on n’observe aucune trace de limaille s’appelle lio°É neutre.
- Lorsqu’un aimant est suspendu à un fil, ou mobile sur pivot, il prend une direction constante, qui esta peu Pre* celle du méridien. Le même pôle se dirige donc toujours ^ le nord, et l’autre vers le sud. On nomme le premier, pôle n°rû’
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- COURS THEORIQUE.
- 43
- et
- autre, pôle sud. Lorsqu’on coupe un aimant en plusieurs rnes, chacune d’elles forme un véritable aimant avec deux Pôles.
- Les aimants agissent les uns sur les autres par attraction et ^ r répulsion. On trouve facilement par l’expérience que les de même nom de deux aimants, c’est-à-dire les pôles qui e dirigent tous les deux vers le nord ou tous les deux vers le
- Çj». j
- , ’ se repoussent, tandis que les pôles de nom contraire
- Attirent.
- Lorsqu’un barreau de fer doux est placé à l’extrémité d’un
- il prend les propriétés magnétiques et devient un véri-
- ^ e aimant. On peut s’en assurer en projetant de la limaille
- e ^er ; elle est attirée par l’extrémité de ce barreau, qui agit
- fer 016 Premier aimant. L’aimant et le barreau de
- r doux ainsi juxtaposés ne forment plus qu’un aimant unique,
- . fes deux pôles sont situés, l’un à l’extrémité libre du pre-
- , 1 aimant, et l’autre à l’extrémité libre du barreau de fer doux.
- Lès
- qn’on opère la séparation des deux corps, le fer doux perd
- qu’il avait pris momentanément.
- 1 un u
- Magnétisme
- ^ on remplace le barreau de fer doux par un barreau d’acier, Phénomène change de nature. Au moment où l’on établit le j dact entre l’aimant et l’acier, ce dernier ne s’aimante pas comme * doux ; mais si le contact persiste , l’acier finit par s’ai-n». Gr’ ^ ^ conserve son magnétisme après qu’on l’a séparé du ler aimant. 11 devient alors un aimant véritable, avec deux 5 situés à ses deux extrémités.
- le
- c°ntact
- Premi
- Pôle,
- dist'68 COrPs magnôtiques se divisent donc en deux catégories lrictes : les uns s’aimantent instantanément au contact d’un ant, et se désaimantent dès que le contact a cessé ; les autres antent lentement par le contact, et conservent le magné-
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- cours théorique;
- hb
- tisme lorsqu’ils sont isolés. On peut faciliter l’aimantation de» derniers par divers procédés, comme nous le verrons plus tard-
- Dans la première catégorie on ne peut classer que le fer dou^i fer chimiquement pur, et qu’on a laissé refroidir lentement.
- Htjpothèse des fluides magnétiques. — Le magnétisme a uI1Ê grande analogie avec l’électricité; ainsi un aimant peut êhfi comparé à un cylindre métallique sur lequel on a opéré la décomposition du fluide neutre en agissant par influence aU moyen d’un corps électrisé, auquel cas l’un des deux fluide est attiré à l’une des deux extrémités, et l’autre fluide eSt repoussé à l’autre. Il existe, toutefois, une différence essentielle' puisque si l’on divise l’aimant eu deux parties, chacune d’eiff1’6 elles possède les deux pôles ; tandis que si on divise le cylir^re en deux parties, l’une contient le fluide positif et l’autre Ie fluide négatif.
- On a donc été conduit à admettre, pour le magnétisflie comme pour l’électrité, deux fluides invisibles et impondérable qui existent sur tous les corps susceptibles d’être aimantés. ^ réunion de ces deux fluides constitue l’état neutre ; l’aimantati011 est due à leur séparation.
- Les molécules de chacun de ces fluides se repoussent et ad1' rent au contraire celles de l’autre fluide.
- Ces deux fluides ne se propagent pas sur les corps mago^1' ques, puisqu’en divisant un aimant en autant de particules l’on veut chacune conserve ses deux pôles distincts ; mais & sont séparés ou réunis dans chaque molécule, suivant que Ie corps magnétique est à l’état neutre ou qu’il est aimanté.
- Ainsi, en résumé, chaque molécule d’un corps magnéti<Iue contient les deux fluides qui restent réunis à l’état ordinaire, mals dont on peut opérer la séparation.
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- Ces fluides peuvent se mouvoir plus ou moins facilement ans chaque particule, ce qui tient à l’état moléculaire du corps; °° comprend donc qu’il puisse être plus ou moins facile d’opérer séparation des deux fluides, et par la môme raison que leur ^union puisse s’effectuer plus ou moins aisément, quand la p9use qui avait provoqué la séparation n’existe plus. On a ainsi Qée de la force coercitive : c’est la résistance qu’offre le corps |a séparation des fluides dans chaque molécule, et qui, par SUlfe, s’oppose à l’aimantation ; c’est la môme forcé qui empêche ;s deux fluides de se réunir quand ils ont été séparés' et per-^ Savoir des aimants artificiels.
- To«s les phénomènes magnétiques sont la conséquence de Cette hypothèse :
- A B G D E F G
- n s n s n s n s n s n s n s
- ^ Considérons un aimant N S divisé en molécules magnétiques C C, etc. Dans chacune d’elles les fluides que nous nom-030118 fluide nord et fluide sud sont séparés et forment deux Pèles n et s; s’il n’existait pas de force coercitive, les fluides e cLaque particule se rejoindraient et l’état d’aimantation paraîtrait; mais si cette force existe, la séparation subsiste,
- . e^e se trouve facilitée par l’action des molécules les unes sur k autres; ainsi pour la molécule D, par exemple , le fluide n °st attiré par le fluide s de G, et le fluide s par le fluide n de E.
- Ces fluides contraires des molécules voisines, bien qu’ils ne C0Iïïbinent pas, se neutralisent en exerçant des actions égales ^ °Pposées; ainsi donc, si l’on présente au milieu de l’aimant ^ corps magnétique, il n’éprouve aucune action. Aux deux ^trémités seulement les fluides sont libres, ce qui conduit à la 1011 des pôles contraires.
- se
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- Si l’on considère la série des éléments dans l’ordre de ^ figure A B G, on voit que pour le premier la séparation des deu* fluides n et s n’est maintenue que par l’action du fluide n de 8 et celle des éléments situés du même côté. Pour le second éle-ment B, cette séparation est maintenue par l’action du fluide n de G et des éléments suivant du même côté, et, en outre, paf l’action du fluide s de À ; donc la quantité de fluide libre nord et sud est plus grande pour B que pour A. Pour G la séparatio11 des fluides est maintenue par le fluide n de D et les élément suivant, et, en outre, par l’influence des deux premiers élément» A et B ; donc la quantité du fluide libre n et .s est encore plljS grande pour G que pour B.
- Ainsi la quantité de fluide libre de chaque élément augnieide à partir des pôles jusqu’au milieu, où elle est la plus forte» puisqu’alors les deux parties de l’aimant agissent ensemble pol,r maintenir la séparation des fluides.
- En nommant na nb nc et sa sb se, les fluides des divers# molécules, on voit que na est plus petit que nb nb *< nc et sg < sn sf < sc. Or, comme na = sai nb — sb, il s’ensuit qu’au point de contact des éléments A et B les deux fluides $ s’annulent pas complètement, et qu’une partie du fluide n reste libre. Il en est de même au point de réunion des éléments B e! G. Le même fait se produit de l’autre côté où il existe du fluide s libre, non-seulement à l’extrémité, mais encore une quafl' tité égale à sf — ng au point de contact des éléments F et Br se — n{ au contact des éléments E et F, et ainsi de suite.
- Lorsqu’on présente un corps magnétique vers l’extrémité d’u11 aimant, il est attiré par le fluide libre du dernier élément, ^ en outre, par le fluide qui reste libre au contact des divers étë' ments. Toutes ces forces d’attraction agissent comme une seùle qui partirait d’un point unique; c’est ce point qu’on nofflOie pôle, et l’on voit qu’il ne peut se trouver à l’extrémité. Il s’eI1
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- ^°igne d’autant plus que le barreau est plus long. L’attraction et a ^pulsion des fluides magnétiques ne s’exercent qu’à des disses infiniment faibles. Ainsi, l’augmentation du fluide libre p éléments n’a lieu que jusqu’à un éloignement assez faible (les extrémités ; les pôles sont donc, pour des aimanta suffisam-^ent longs, toujours placés à la même distance des extrémités.
- ^orsqu’en face d’un aimant tel que N S on place à une très-P^tite distance un barreau en fer doux, il s’opère par influence Ulle décomposition du fluide neutre dans chaque molécule, comme P°ur l’électricité. Si le pôle de l’aimant situé en face du corps Jj^gnétique est le pôle nord, par exemple, il attire le fluide sud la première molécule et repousse le fluide nord, qui agit à son Ur de la même manière sur la seconde. La même décomposition reproduit jusqu’à l’extrémité du barreau de fer doux, qui con-eàt du fluide nord à l’état libre, et possède ainsi un pôle nord.
- Si l’aimant et le corps magnétique sont en contact, le pôle nord e l’aimant et le pôle sud développé par influence dans le corps ^gnétique se neutralisent.
- Quand le barreau présenté à l’aimant est en acier, la force r°ercitive s’oppose à la séparation instantanée du fluide; elle n’a ieu qu’au bout d’un certain temps si le contact persiste, et comme Jj°Us l’avons déjà dit, l’aimantation subsiste après la séparation es deux corps.
- Xous verrons plus loin que, pour expliquer les actions de 1 élec-tricité en mouvement sur les aimants, on a été conduit à admettre Utle autre théorie pour le magnétisme. Au lieu de supposer dans c^a(îue particule deux fluides distincts, on considère l’aimantation C0làme produite par des courants électriques circulant autour des pécules; mais le fait fondamental, c’est-à-dire la décomposition Uïl aimant en une infinité de petites particules aimantées ayant eüx pôles, subsiste naturellement.
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- Magnétisme terrestre. — Une aiguille aimantée, suspendue11 un fil et libre de tourner autour de son centre, prend une dii’eC' tion constante à laquelle elle revient toujours après une série d cillations, quand on l’a écartée de sa position.
- Le même phénomène se produit à tous les points du globe, fl181* la direction n’est pas partout la môme; ainsi, plus on approdie des pôles, plus l’aiguille tend à s’incliner, tandis qu’aux en'1' rons de l’équateur elle est presque horizontale. La terre agi1 ,l peu près comme un gros aimant dont les deux pôles serait situés à peu près aux extrémités de l’axe terrestre. Les dea' pôles de la terre portent les noms de pôle boréal et de pôle auS' tral ; on donne souvent aux pôles des aimants et môme aux de11* fluides magnétiques des noms semblables. Le pôle austral est cela1 qui est attiré vers le pôle boréal de la terre, ou celui que noa? avons appelé jusqu’ici pôle nord. Le pôle boréal est celui qui dirige vers le sud.
- Pour déterminer la position d’une aiguille aimantée en un poi°* de la terre, on doit connaître l’angle qu’elle forme avec le plal1 horizontal, et le plan qu’elle forme vers le plan méridien; le pre' mier se nomme inclinaison, et le second déclinaison.
- La boussole de déclinaison se compose d’une aiguille liorizott' taie placée sur un pivot et mobile au-dessus d’un cadran, do11* la circonférence est divisée en degrés. On donne à l’aiguille l3 position horizontale en rendant un des côtés, celui qui s’élèvera'1 si l’aiguille était libre, plus lourd que l’autre. Pour avoir la déd1' naison, il suffit de placer le zéro de la boussole dans la directio" du nord et de lire l’angle qui forme l’aiguille avec cette directio11, La déclinaison est actuellement à Paris de 22° vers l’ouest.
- La déclinaison en un lieu de la terre n’est pas constante ; ainsi11 Paris, elle était de 11°,30' vers l’est, en 1580; elle a dimio11" peu à peu jusqu’au moment où elle a été nulle; l’aiguille s’est
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- ^ite dirigée vers l’ouest, et la déclinaison a augmenté jusqu’en j où elle était de 22°,3’. Ainsi, dans une période de 252 ans, déclinaison a varié de plus de 33 degrés.
- Lo:
- déli
- Tsque l’on examine l’aiguille aimantée avec des instruments
- lcats, on peut reconnaître que la déclinaison change dans le rant d’une même journée. Elle oscille autour d’une position j, : de 7 heures du matin jusqu’à midi, elle se dirige à L°eUest, et de 3 heures à 9 heures du soir elle revient vers l’est.
- , s Variations diurnes ont une liaison intime avec réchauffement a terre sous l’action des rayons solaires.
- la ^ Méridien magnétique est le plan vertical qui passe par Section normale de l'aiguille aimantée.
- OU
- 'aiguille
- ^algré ces variations dans la position de l’aiguille aimantée, et Peut considérer, pour des lieux qui ne sont pas très-éloignés liu^ ^6S ^ntervattes de temps qui ne dépassent pas certaines ^ ltes’ déclinaison comme constante, et la boussole constitue ,j. v1Qstrument précieux pour s’orienter. Il suffit, en effet,
- aW
- onner la boussole à elle-même et de prendre, pour avoir
- ^direction du nord, un angle de 22° à droite de la direction cété nord de l’aiguille (qui est ordinairement bleu).
- ^ ^ inclinaison de l’aiguille aimantée se détermine au moyen jj, e boussole verticale, l’aiguille étant libre de tourner autour axe horizontal ; on place d’abord l’aiguille dans le plan du 1(hen magnétique ; l’angle qu’elle forme avec la ligne hori-ate qui passe par le centre du cadran est l’inclinaison.
- pj^^dinaison varie aux différents points de la terre ; elle est g£r^Ue nulle aux environs de l’équateur et augmente, en p r&ii à mesure qu’on se rapproche des pôles. Elle est à , s de 67° environ, et c’est le pôle austral qui s’incline au-pou°Us de l’horizon. Il existe, du reste, pour l’inclinaison comme , r la déclinaison, des variations lentes et des variations
- Ulumes.
- k
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- L’action de la terre ne peut être envisagée comme une force unique qui serait attractive ou répulsive. On doit la considéré comme donnant lieu à deux forces égales appliquées aux pôles et les tirant en seris contraire ; la direction de ces est précisément celle de l’aiguille quand elle est orientée.
- L’intensité de l’action magnétique de la terre n’est pas la xs0^ aux différents points du globe. On peut s’en assurer en fai^D osciller une aiguille suspendue par son centre. Lorsque l’aigu^ est écartée de sa position d’équilibre, elle y revient, en vertu ^ l’influence terrestre, et décrit une série d’oscillations, de qu’un corps suspendu à l’extrémité d’un fil oscille autour de ^ verticale. Plus la force attractive qui produit les oscillations ^ considérable, plus elles sont rapides. On a même trouvé par calcul que les forces sont proportionnelles aux carrés des n
- bres d’oscillations. En faisant donc osciller une aiguille aimant
- U»
- cieI
- et en comptant le nombre d’oscillations qu’elle exécute dans même temps aux différents points de la terre, on peut appré
- la force magnétique. On a trouvé que cette force va en augn^ tant depuis l’équateur jusqu’aux pôles, où elle est une fois demie aussi grande qu’à l’équateur.
- En opérant au même lieu et à des époques différentes,
- reconnu que l’intensité magnétique de la terre est soumise, j
- même que l’inclinaison et la déclinaison, à des variations dilir
- nés. Les expériences doivent évidemment être faites avec la r
- aiguille, ou avec des aiguilles préalablement comparées, car > tion de la terre sur une aiguille dépend aussi du magnéti^ qu’elle possède.
- • *|hv
- Le même procédé peut être employé pour comparer les aigu11^ aimantées et reconnaître l’intensité de leur magnétisme. Si, , effet, on les suspend et si on les fait osciller, les carrés . nombres d’oscillations qu’elles exécutent dans le même teÆP’ sont proportionnels aux intensités magnétiques.
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- Dans toutes les expériences qui sont faites à l’aide des aiguilles Gantées, on doit avoir soin de les mettre à l’abri des subs-
- ^Qces
- magnétiques qui peuvent se trouver dans les environs et
- Peuvent faire varier les résultats; dans le cas où l’on ne peut
- îui
- ^rter ces influences, il faut en tenir compte; c’est ce qu’on obligé de faire sur les vaisseaux, qui contiennent toujours de ^arides masses de fer, et où une erreur dans l’indication de la Assoie peut avoir de graves conséquences.
- ses
- De magnétisme terrestre ne peut être attribué à des mas-s Magnétiques situées aux deux pôles de la terre, car on ne rrait expliquer les variations qu’on observe dans la mar-des aiguilles. Nous verrons plus tard que les aimants se l§eùt sous l’influence des courants électriques, et que l’o-Mation de l’aiguille est probablement déterminée par des rants circulant autour du globe terrestre, et dont la direc-11 Peut varier par des causes encore inconnues.
- du
- ^ des
- magnétisme. — Pour obtenir les lois des attractions
- j ~~ répulsions des fluides magnétiques, on peut se servir de fai ^^de des oscillations, dont nous avons déjà parlé. En , Sam osciller une aiguille aimantée à diverses distances d’un tin eaU Mmanté, on trouve que les carrés des nombres d’oscilla-f0 s exécutées dans un même temps, et qui représentent les ^ d’attraction ou de répulsion, sont en raison inverse des des distances. 11 faut, toutefois, tenir compte dans cette
- Carn
- e*pér
- ^u,
- On
- mnee de l’action de la terre, qui s’ajoute à celle du bar-pour faire osciller l’aiguille.
- c. 11 Peut aussi employer une balance de torsion semblable à a e due l’on emploie pour mesurer les attractions et répulsions tiques.
- d’if11 !a*sant osciller une aiguille aimantée horizontale en face u Mmant vertical, on peut d’après le nombre des oscillations,
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- COÜBS THÉORIQDE,
- exécutées pendant le même temps, aux différentes positions, k rendre compte de la distribution du magnétisme dans l’aima111'
- On trouve ainsi que dans toute la partie médiane le mag^ tisme libre est nul ; c’est seulement à 8 ou 9 centimètres de" extrémités que l’aiguille commence à osciller, et l’action ^ gnétique augmente jusqu’aux extrémités.
- La distribution du magnétisme est donc la même pour l°u' les barreaux qui dépassent le double de cette longueur ou 1B timètres, et par conséquent la position des pôles est identiq1101 ils se trouvent à peu près à 40 millimètres des extrémités. P0111 les aimants d’une plus faible longueur, la distance des piles $ extrémités diminue avec la longueur du barreau.
- Points conséquents. — Un barreau aimanté peut avoir qu^ quefois plus de deux pôles ; il suffit d’imaginer deux aima^' qu’on réunit par les deux pôles semblables, les pôles nord r exemple ; on forme ainsi un système ayant un pôle nord 3 milieu, et deux pôles sud aux deux extrémités. Un pareil ^ peut se présenter dans un barreau quand on ne l’aimante régulièrement ; mais il ne peut persister parce que les fl^ semblables qui sont en présence se repoussent, et tendent faire disparaître le magnétisme.
- Désaimantation. — Un barreau aimanté, lorsqu’il est aJ*1 donné à lui-même, tend à perdre son magnétisme. D’aprcs théorie donnée plus haut sur le magnétisme, on voit en que le fluide nord ou sud qui se trouve libre à l’extrémité l’aimant est attiré par le fluide contraire de la même molécl1 ^ et n’est retenu que par la force coercitive ; à la longue, les^ fluides finissent par se combiner, et l’aimantation disparaît-
- en face de l’aimant on place un barreau en fer doux, ce reau s’aimante ; le fluide libre de l’aimant attire le fluide
- co$'
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- tra’re du barreau, et l’attraction qui en résulte s’unit à la force Coercitive pour maintenir l’aimantation.
- place donc toujours en face des barreaux aimantés, pour ^server leur magnétisme, des plaques de fer doux; on les ^me armatures.
- donne souvent aux aimants la forme d’un fer à cheval ; une e armature réunit les deux pôles, et tend à maintenir l’état a2nétique de l’aimant.
- > r°cédés d'aimantation. — Un barreau de fer doux placé pa S^e voisinage d’un aimant s’aimante, comme nous avons vu, , ^fluence. Un barreau d’acier s’aimante également, mais seu-016111 au bout d’un certain temps, et reste aimanté.
- lorLa terre agit comme un aimant ; un barreau s’aimante donc jegS(îu’il est placé dans la direction de l’aiguille aimantée, et de jÇ)es qu’il prend sont naturellement placés comme ceux
- s
- aiguille. Lorsqu’on retourne le barreau, s’il est en fer
- x> le sens de l’aimantation change ; s’il est en acier, il con-Ve quelque temps son magnétisme, qui disparaît peu à peu 0r changer de sens. On développe par ces deux procédés une ssanCe magnétique très-faible. Pour obtenir des aimants puis-Qts> il failt agir par ie frottement.
- Oo prend, par exemple, un barreau d’acier sur lequel on fait Ser toujours dans le même sens le pôle d’un aimant. Le bar-
- 8lis,
- s’aimante, et l’extrémité que l’aimant quitte prend un pôle
- 110111 contraire à celui de l’aimant.
- 1 ^011 ne frottait pas le barreau dans toute sa longueur, si, <lét ^^pte, on arrêtait le frottement au milieu du barreau, on Ordonnerait en ce p0int un pôle qui serait un point conséquent. augmente encore le magnétisme développé en promenant sur
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- le barreau et en sens contraire, en partant du milieu, les p^e5 contraires des deux aimants.
- Plus les aimants sont puissants, plus la quantité de mag1^' tisme développée est considérable. Il existe toutefois une lh^f à partir de laquelle cette quantité cesse d’augmenter ; on $ alors que le barreau est saturé de magnétisme. Quant à la li^f de saturation, elle dépend de la force coercitive du corps souÆ1' à l’expérience. L’acier trempé est celui qui a la force coercif la plus considérable; cette force est d’autant plus grande ^ est plus fortement trempé.
- On sait que pour tremper l’acier il faut le chauffer au four le refroidir brusquement, et que la force de la trempe dépend l’élévation de température à laquelle on l’a soumis.
- e*
- de
- Les aimants, lorsqu’ils sont chauffés, perdent leur magnétisé La chaleur a donc pour effet de diminuer la force coercitif Pour rendre à un barreau d’acier son magnétisme lorsqu’il 1} perdu, il faut le tremper de nouveau et le frotter avec un 31 mant, comme nous avons dit plus haut.
- SOURCES D’ÉLECTRICITÉ.
- Nous avons vu dans la première partie de ce cours de^ moyens de produire l’électricité : le frottement de deux corps, ^ développe sur l’un d’eux le fluide positif et sur l’autre le flu^e négatif, et l’action à distance d’un corps électrisé sur un autf® corps, qui opère la séparation des deux fluides sur le dernier-existe d’autres sources d’électricité dont nous allons parler.
- Pression. — La simple pression de deux corps solides coÆ pressibles ou élastiques est une de ces sources ; ainsi un disqu® de métal isolé et non vernis étant pressé sur du taffetas
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- ® électrise négativement, tandis qu’au contraire il s’électrise posi-erüent si on le frotte avec le même corps. Un plateau de verre ^ 1 s’électrise aussi négativement s’il est pressé sur du taffetas
- Sommé.
- Les cristaux, quand ils sont comprimés, s’électrisent également, Peuvent même conserver plusieurs jours leur électricité libre.
- L électricité ne peut naturellement se manifester que lorsque (jg feux corps sont séparés ; la quantité qui reste libre dépend e 1 intensité de la pression et de la rapidité avec laquelle la sé-wation a lieu.
- La chaleur modifie ces phénomènes ; ainsi certains cristaux (îUl s’électrisent positivement par la pression à la température binaire, se chargent, au contraire, d’électricité négative quand 0tl élève la température.
- Lorsqu’on sépare deux lames d’un cristal tel que le mica, ou ^u°n dédouble une carte, les deux parties sont ordinairement Prisées ; la cause en e'st sans doute la même que celle qui pro-1 le développement d’électricité dans la pression, et qu’on 1 Lien distinguer de l’électrisation due au frottement.
- ^hctleur. — Certains cristaux, lorsqu’on les soumet à l’action Valeur, s’électrisent ; l’un des côtés se charge de fluide l’autre de fluide négatif; il se forme donc deux pôles l’un positif, et l’autre négatif. Si l’on brise le cristal deux parties, chacune conserve les deux pôles, exactement IQlrie un aimant qui peut se diviser en deux aimants distincts.
- quf°US verrons plus tard un autre genre d'action de la chaleur 1 donne lieu à des courants électriques.
- Electricité due au contact. — Le simple contact de deux Ps suffit pour décomposer le fluide neutre ; ainsi deux disques,
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- l’un de cuivre et l’autre de zinc, étant placés l’un sur l’autre, Ie premier se charge d’électricité négative, et le second d’électrici^ positive. On peut le constater au moyen d’un électroscope très' sensible.
- La quantité d’électricité ainsi développée est extrêmement ble. Aussi le contact, considéré comme source électrique, 113 qu’une importance beaucoup plutôt historique que réelle ; c’estJ lui qu’on doit la première idée des piles électriques, et nous & vons entrer à ce sujet dans quelques détails.
- C’est en 1790 que furent découverts les premiers faits rel®' tifs à l’électricité dynamique. Galvani reconnut qu’on obtefl^ des convulsions dans une grenouille récemment privée de la v’e en réunissant les muscles et les nerfs par un arc métaHi^ composé de plusieurs métaux, comme on en obtient par une $ charge électrique au moyen d’une machine ou d’une bouteille ^ Leyde. Yolta, pour expliquer ce phénomène, admit que le con^ des deux métaux produisant une charge électrique de sens di$ rent sur chacun d’eux, la réunion des deux fluides par le corf de la grenouille, donnait lieu aux mouvements convulsifs obser^ par Galvani. L’expérience confirma cette hypothèse jusqu’à un tain point. Partant de ce fait, Yolta eut l’idée de former plusie^' couples semblables de deux métaux, en les séparant par un coif bon conducteur, et n’ayant aucune action sur les deux métaU*' 11 forma ainsi un assemblage auquel il donna le nom de pile taïque. Nous reviendrons plus loin sur la théorie de la pile.
- ol-
- Le corps choisi pour séparer les différents couples était du
- de
- drap découpé en rondelles et imbibé d’eau acidulée, l'aci' n’ayant aux yeux de Yolta d’autre but que celui de rendre l’ealJ plus conductrice. La pile étant isolée, l’une des extrémités eS chargée d’électricité positive : c’est celle qui se termine par ^ zinc, et l’autre d’électricité négative. Les deux extrémités porte11
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- ^esnoms de pôles; l’une est le pôle positif, et l’autré le pôle négatif.
- Electricité due aux actions chimiques. — La quantité d’élec-cité développée par la pile voltaïque est très-faible lorsque les r°iïdelles sont imprégnées d’eau, tandis que lorsque l’eau est aci(hilée, elle devient beaucoup plus considérable. On a donc été ^duit à se demander si l’acide n’agissait pas par son action sur ^nc plus que le contact des deux métaux pour développer l’é-^clncité, et cette assertion a été pleinement justifiée. Beaucoup e Physiciens admettent même que le simple contact ne peut déminer aucune décomposition du fluide neutre, et qu’il faut une action chimique pour base de toute pile.
- Expérience fondamentale de Yolta consistait à tenir à la Dla*n la partie zinc d’un système de deux plaques zinc et cui-E soudées ensemble, et à présenter le cuivre au plateau d’un ectromètre qui accusait des traces d’électricité. Mais cette ^ectrie!té pouvait être développée au contact de la main humide zinc ; l’action produite sur l’électromètre devient en effet 6 quand on tient le zinc avec une pince en bois ; elle est au ^traire très - énergique si l’on verse une goutte d’acide sulfure sur le zinc.
- eaucoup d’expériences directes prouvent d’ailleurs la produc-11 de l’électricité sous l’influence des actions chimiques. Ainsi ^ e lame de zinc plongée dans l’acide sulfurique étendu d’eau e charge d’électricité négative, tandis que l’acide s’électrise po-ja Venjent. Il y a plus ; deux corps ne peuvent se combiner qu’à c°ndition que le développement d’électricité puisse avoir lieu.
- ^ deux corps A et B, acide sulfurique et oxyde de zinc, par eXeàiple, sont en contact, le premier se charge d’électricité po-Sltlve, et le second, d’électricité négative, et la tension électri-(^e augmente sur ces deux corps jusqu’au moment où elle est
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- 58 COURS THÉORIQUE.
- assez grande pour s’opposer à une nouvelle production d’électr1' cité. L’action chimique s’arrête alors d’elle-même, et les deu* corps peuvent rester en présence sans se combiner de nouveau
- Si l’on enlève le fluide positif développé sur A et le fluide gatif développé sur B, une nouvelle combinaison peut s’effectuer à la surface de contact des deux corps, et une nouvelle prod°c' tion d’électricité a lieu.
- Si l’on réunit A et B par un corps conducteur, les fluides veloppés se rejoignent, et la production d’électricité pouvant c0' tinuer en même temps que la réaction chimique, il se produit $ mouvement d’électricité permanent dans le conducteur. C’estce mouvement électrique auquel on a donné le nom de courant.
- Il faut, bien entendu, que le conducteur qui relie A et B ^ d’une nature différente ; ainsi, si B est du zinc, le conducte^ intermédiaire pourra être du cuivre. S’il était en zinc, ü chargerait également des deux côtés d’électricité négative, et ^ formation du fluide neutre ne pourrait avoir lieu.
- Quand le corps B, que nous supposons solide, tandis que A e!{ liquide, contient à sa surface quelques parties qui n’ont pa" d’action sur A; quand, par exemple, B est du zinc, et qu’il a^ charbon en quelque point de sa surface, ce charbon joue natü Tellement le même rôle que le corps que nous supposions touta l'heure réunir les deux corps ; il se forme un courant él°c trique, et l’action chimique n’a plus de raison pour s’arrêter*
- C’est pour cette cause que le zinc ordinaire plongé dans l’aci^ sulfurique se dissout entièrement en décomposant l’eau p°ur s’unir à l’oxygène et à l’acide sulfurique, et former du sul' fate de zinc. Si le zinc était parfaitement pur, l’action chimiq00 durerait un instant très-court, et le zinc resterait électrisé néga' tivement, tandis que l’acide le serait positivement. Lorsqu’011
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- trerQPe le zinc dans le mercure, opération qu’on désigne sous le d’amalgamation du zinc, il se recouvre à la surface d’une dcule très-mince de mercure qui rend l’action chimique uni-et les choses se passent comme nous venons de le dire.
- THÉORIE DE LA PILE.
- Considérons deux corps, M et N, qui par leur contact don-, lieu à une production d’électricité, que la cause d'ail-rs en soit due au simple contact ou à l’action chimique. L’un s deux corps, M, se charge d’une certaine quantité d’électricité Sltive, et l’autre, N, d’une quantité égale d’électricité négative.
- ésignons par a la tension de l’électricité développée sur les corps, -f, a pour M et — a pour N. Elle dépend de la Ure des deux corps, ou de l’énergie de l’action chimique. Elle e dépend nullement de l’étendue de la surface de contact: car s’oppose à un nouveau développement d’électricité est non ?s lu quantité absolue du fluide déjà produit, mais la répulsion bercent les molécules les unes sur les autres, qui varie seu-
- ent avec la tension.
- Ainsi donc si l’ensemble des deux corps M et N est isolé, le c°rps M contiendra de l’électricité positive, et sa tension sera °î et le corps N de l’électricité négative à la tension — a. a quantité totale d’électricité dépendra d’ailleurs de l’étendue Qes corps M et N.
- ®i l’on place ensemble M N sur un plateau isolé et éleCfnsé Positivement à une certaine tension^, les fluides développés par 6 contact sur M et N se combineront au fluide libre du plateau, lu tension sera sur M, p -f- «, et sur N, p — «.La difTé-once de tension entre M et N est donc 2«, quelle que soit la Entité d’électricité produite par une cause étrangère,
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- Enfin, supposons que N communique avec la terre ; sa tensioD est évidemment nulle, et celle de M est alors -J-2 a. Si, au cofl‘ traire, M communiquait sur la terre, sa tension serait o et ceHe de N, — 2 a. Ces divers cas sont représentés dans le tableaU suivant :
- M N
- <-j- « — a
- p -f- a p — a -j- 2 a o
- o — 2 a
- Supposons maintenant qu’on réunisse les deux corps M et N Pat un fil conducteur 5 les deux fluides en vertu de leur force e*' pansive ou de leur tension s’échapperont dans le fil, et recofl® tituerontle fluide neutre. Il se formera, comme nous l’avons à.w dit, une nouvelle quantité d’électricité au contact des corps M et et le mouvement électrique continuera dans le conducteur ; 011 aura ce qu’on nomme un courant électrique.
- La force ou l’intensité de ce courant doit dépendre naturelle' ment de la force avec laquelle les fluides sont repoussés le conducteur, c’est-à-dire des tensions -J- a et — a. Il dépeDa aussi, comme nous le verrons plus tard, de la longueur, de l_a section et de la conductibilité du fil que doit traverser l’électi'1' cité, et il est clair qu’il faut tenir compte aussi de la résista^6 qu’il éprouve à traverser les corps M et N eux-mêmes.
- On nomme force électro-motrice la différence de tension 2 a que produit le contact des corps M et N. Le courant produit par deux couples différents, quand le conducteur intermédiaire res^ le même, est proportionnel à cette différence 2 a, ou à la force électro-motrice.
- Jusqu’ici nous avons considéré un seul couple, M N; noug
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- a^°ns maintenant en supposer deux : M N et M' N' ; si ces deux ^uples étaient juxtaposés, le corps N se trouverait placé entre eu* corps de même nature M et M’, de sorte que, si le système isolé, la tension de M serait -f- a,
- celle de N — a
- M’ 4" a
- N’ — a
- ajoutant indéfiniment des couples, la tension serait alter-^ivement 4- a et — a, et ne dépasserait jamais cette limite.
- tion
- feibl
- île
- vant
- N feut donc séparer les couples par un corps qui n’ait pas d’ac-
- sur M et N, ou du moins dont l’action soit beaucoup plus e- Soit R ce corps, et supposons que son contact avec M et N Paisse développer d’électricité; on aura ainsi le système sui-
- M N R M' N'
- Si les deux corps M et N sont de l’acide sulfurique et du zinc, Sera du cuivre. D’après l’hypothèse de Yolta, les deux corps développant l’électricité étaient du zinc et du cuivre, et le corps ^utre R était une rondelle de drap imbibée d’acide sulfurique.
- Wsque Y” communique avec la terre, sa tension est nulle, ^ Ceüe de M’ est 4- 2 a. Le fluide positif développé par le con-ct M' N’ se répand sur les trois corps R N et M ; R et N ont donc aussi pour tension électrique 4- 2 a, et cette tension s’accroît e 2 a au contact de M et de N; elle est par conséquent 4 a pour 1 • Ainsi la tension à l’extrémité libre de la pile est double de e flu elle est lorsqu’elle se compose d’un seul couple. Si la pile !lf isolée, il est aisé de voir que la tension doit être — 2 a sur et 4- 2 a sur M.
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- M NRM' N"
- -{-4a -(- 2a o
- -f- 2 a o — 2 a
- Si, au lieu de deux couples, on en considérait trois, on auralt de la même manière la distribution de la tension électrique daIlS la pile :
- M NRM' N R' M" N"
- -J- 6 ci —4 (% 2 a o
- —J— 3 ci —f— & — d — 3 a
- Le dernier disque N" communiquant avec la terre, sa teiisi011 est nulle ; elle est 2 a sur les disques M", P" et N’, leur coiffé ne donnant lieu à aucune force électro-motrice ; elle est 4 asUf M" P et N, et enfin 6 a sur M. Si la pile est isolée, la tension est — 3 a sur N’ et -j- 3 a sur M.
- Il en est de même si, au lieu de trois couples, on en cons1' dère un nombre quelconque n. La tension est 2 na sur le disque isolé, quand la pile est en communication ayec la terre Par l’autre extrémité ; si la pile est isolée, la tension est — na a l’une des extrémités, et 4- na à l’autre.
- On voit donc, en résumé, que la tension développée aux extr^' mités de la pile est proportionnelle au nombre des éléments, et qu’elle ne dépend pas de leur étendue. On nomme force électif motrice de toute la pile, la différence des tensions aux deux e*' trémités, qui n’est autre que la somme des forces électro-motriceS des différents couples.
- Ce que nous venons de dire concerne seulement la pile à statique, c’est-à-dire lorsque l’une des deux extrémités au moio9 est isolée et que, par conséquent, il ne peut y avoir de courao1.
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- Quand on réunit les deux extrémités par un fil conducteur, les fluides passent dans le fil en vertu de leur force expansive, et A se produit un courant qui dure autant que l’action chimi-Nous verrons plus tard lés lois qui régissent l’intensité du ^Urant ; on peut la déduire des principes que nous avons posés ^ fies considérations analogues à celles qui précèdent ; mais nous bornerons à faire observer que cette intensité doit ^pendre de la tension totale développée, qui est proportionnelle au nombre des éléments, et de la résistance des corps que doit Parcourir le fluide électrique.
- , Un nomme les deux extrémités de la pile, pôles ; celui qui s; électrise positivement quand la pile est isolée est le pôle positif, ^ntre est le pôle négatif. Quand on attache un fil conducteur a chacun des pôles d’une pile, les deux extrémités de ces fils se Animent électrodes. Ce nom peut aussi s’appliquer aux deux Pèles.
- , lorsqu’on réunit les deux pôles et que le courant s’établit, il ^ a Pas ralson Pour admettre que le mouvement électrique j1 Plutôt lieu dans un sens que dans l’autre ; mais afin de fixer niées et de pouvoir définir facilement un courant, on convient regarder, dans le fil qui réunit les deux pôles, le courant nime allant du pôle positif au pôle négatif dans le conducteur Hüi les relie.
- A faut remarquer que le mouvement électrique doit aussi avoir ^ u ^aus la pile, mais il a lieu du pôle négatif au pôle positif. e fluide neutre étant en effet décomposé par le couple qui j trouve au pôle négatif, l’électricité négative est repoussée dans j c°nfiucteur interpolaire, tandis que le fluide positif passe dans Pfle pour aller à l’élément voisin, où se produit la même ac-°Q- Le fluide positif marche donc dans l’intérieur de la pile du Pfile négatif au pôle positif, de façon à former un circuit complet, Pétant du pôle négatif pour y revenir en traversant la pile, le PPle positif et le conducteur interpolaire.
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- Lorsque la substance destinée à sépjrer les divers coupleS exerce une action sur l’un des corps élémentaires, elle donne lieU à un courant qui peut être de même sens, ou de sens contratfe au courant principal; dans le premier cas, le courant définitifeS* la somme des deux autres, et dans l’autre cas il est égal à leUt différence.
- Nous allons maintenant examiner les différentes dispositions 4ul ont été adoptées pour les piles.
- DISPOSITIONS DIVERSES DES PILES.
- Pile à colonne. — La première pile construite par Volta se composait d’une série de disques de cuivre et de zinc soudés semble deux à deux. Ces doubles disques, placés les uns au-dess^5 des autres et séparés par des rondelles de drap imbibées d’acid sulfurique, constituent la pile à colonne. Le dernier cuivre for1116 le pôle négatif, et le dernier zinc le pôle positif. Yolta admettait <îue le développement d’électricité était dû au contact du cuivre et zinc; mais, comme nous l’avons vu, on doit considérer comH16 cause unique, l’action de l’acide sulfurique sur le zinc.
- On peut ainsi placer un très-grand nombre d’éléments les sur les autres et développer une tension considérable. Toute fois, dans cette pile, les couples supérieurs pressant, par leur poid^i sur les rondelles humides, en chassent l’acide, et au bout de peu de temps elle cesse de fonctionner.
- Pile à auge. — La pile à auge se compose d’augets rempli d’acide sulfurique étendu d’eau et séparés les uns des autres paf des disques de zinc et de cuivre. On voit que cette pile est la même que la précédente ; les éléments au lieu d’être rangés vef' ticalement le sont horizontalement. De plus, les deux dernière3 plaques ne sont ordinairement composées que d’un seul métal- he
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- ^cfoppement d’électricité n’ayant pas lieu au contact des deux ^ .aux) mais Lien à celui de l’acide et du zinc, il est inutile jouter un disque de cuivre après le zinc qui est en contact Placide au dernier élément, et un disque de zinc ou cuivre 1 se trouve à l’autre pôle.
- te^e Pûle positif est donc alors l’acide ou plutôt le cuivre qui la pile, et le pôle négatif est la dernière lame de zinc.
- j, Me de Wollaston. — Elle se compose de tasses contenant de su^ur^cllie étendu d’eau ; les plaques sont fixées à une pl erse fiu’on peut élever ou abaisser à volonté. Dans chaque cou-4 fo Cuivre se recourbe autour de la plaque de zinc, ce qui trente la surface par laquelle il peut recevoir l’électricité.
- Pas
- Les •leux plaques qui plongent dans le liquide ne doivent donc
- la traverse au zinc de
- i, Se toucher; le cuivre est relié sur Soient précédent, et le zinc au cuivre de l’élément suivant.
- 1 ûQpeut, en abaissant ou en élevant la traverse, mettre à vo-Pile en action , et la conserver indéfiniment en état de pou-r fonctionner à un instant quelconque.
- ^ sèches. —Elles diffèrent des piles précédentes en ce qu’il t ^re dans leur composition que des corps solides, ou du moins ^'légèrement -humides. Elles sont formées de disques très-0 :tlCes de cuivre et de zinc séparés par du papier imbibé d’huile, fl- e fouilles de papier argenté d’un côté et de l’autre saupoudré ü^de de manganèse.
- P
- accouplant ainsi un très-grand nombre d’éléments, on ob-Une tl une tensi°n assez forte et qui conserve très-long-Ces^S SGs ProPriétés électriques. Quant au courant produit par eX( fol*38- il est à peine sensible, parce que l’action chimique est Paiement faible.
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- On contourne quelquefois la pile de façon à relever vertical® ment ces deux pôles ; si alors on place au centre une aigul1 mobile sur un pivot et portant à son extrémité un dis<lüe de clinquant qui puisse toucher les extrémités de la pile, 131 guille prend un mouvement de rotation continu qui persiste pe3 dant longtemps. Le disque, en effet, attiré par le pôle positif:5(3 charge au contact de fluide positif ; il est repoussé et vient se charger sur le pôle négatif, qui le repousse à son tour.
- Variations du courant dans les piles. — Les piles hydro-^ triques que nous venons de décrire, pile à colonnes, à auge pile deWollaston, lorsqu’on réunit les deux pôles par un corps c°3 ducteur, donnent un courant dont la force diminue rapideiueI1
- Cette variation dans l’intensité tient à deux causes pri11®1 pales : en premier lieu, le zinc qu’on emploie contient toujo1^ à la surface des impuretés ; il existe des points sur le3<P l’acide agit avec moins d’énergie que sur les autres, et iueI1. peut ne pas exercer d’action. Il se forme alors, comme vf. l’avons expliqué précédemment, de petits courants second^ qui s’opposent à ce que le fluide passe dans le conducteur prlî cipal.
- La seconde cause tient à la nature de l’action chimique e^e même. Le zinc, en présence de l’eau et de l’acide sulfurique? compose l’eau, s’empare de son oxygène pour former avec l’aCl, sulfurique du sulfate de cuivre, et laisse l’hydrogène en
- Ce gaz, sous l’action du courant, comme nous le vetf01 en étudiant les propriétés chimiques du courant électrique » * porte sur la lame de cuivre qui forme le pôle positif de 11 0 ment, et finit par l’entourer complètement. On désigne ce P^ nomène sous le nom de polarité électrique. La gaine is°fa . d’hydrogène finit par s’opposer au passage du courant, qui ce entièrement au bout d’un temps assez court.
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- peut remédier à la première de ces causes de la diminu-j, 11 de l’intensité du courant en amalgamant le zinc, ce qui rend acdon chimique uniforme. Pour amalgamer le zinc on commence r le décaper en le trempant dans l’acide sulfurique; on le °n§e ensuite dans un vase rempli de mercure et l’on frotte la ace avec une brosse très-dure.
- toaat à la polarité des lames métalliques, pour l’empêcher, il de faire plonger la lame de cuivre ou en général la lame ab? 6 dans un aul;re liquide que l’acide sulfurique, qui puisse lata°r^er 1,h*dr°Sèlie à mesure qu’il vient de porter sur cette d .11 faut que ce second liquide, et l’acide sulfurique qui pro-gep* ^ r^acli°n chimique, puissent communiquer sans se mélan-• Ou emploie à cet effet des vases en terre poreuse, qui attei-parfaitement le but qu’on veut atteindre.
- ïïia^k ^e Gfôve. — Le liquide employé pour empêcher la forai 05 de l’hydrogène à l’état gazeux est l’acide azotique, qui lui f^donne Poazoti
- cuiv
- re.
- e une partie de son oxygène et se transforme en acide aque. Quant à la lame négative, elle ne peut être en ]a qui serait attaqué par l’acide azotique; on emploie une e de platine.
- pile se compose donc d’un vase en verre contenant de l’a-gaiïi,Sullurique, et dans lequel on place la lame de zinc amal-lje Un. vase poreux placé dans l’intérieur du précédent, con-0^ de i’acide azotique, et on fixe au centre une lame de platine.
- plusieurs éléments en attachant la lame de platine de ]e 11 d’eux au zinc de l’élément suivant. On place quelquefois ^cidC U acide sulfurique dans le vase poreux, le platine et e azotique dans le vase extérieur.
- ee e bunsen. — Elle diffère uniquement de la précédente en sulf G Patine est remplacé par du charbon. Le zinc et l’acide Uflque sont disposés dans le vase poreux ; le charbon est or-
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- dinairement un cylindre qui entoure le vase poreux et pl°D'e dans l’acide azotique que contient le vase en verre. Pour foi,Iïie! l’électrode négatif, on entoure le charbon d’un cercle de muni d’une borne métallique dans laquelle on passe un fil cuivre attaché au zinc de l’élément suivant.
- Au lieu de former le charbon en cylindre, on préfère quelq1^01 lui donner la forme d’un prisme qui plonge dans le vase en terr|: et est réuni par une lame de cuivre au zinc de l’élément suh'a
- La théorie de cette pile est la même que celle de la pfie ^ Grôve. Le zinc décompose l’eau, et, avec l’oxygène et l’acide s furique, produit du sulfate de zinc. L’hydrogène se porte l’électrode négatif, c’est-à-dire siir le charbon, où il décoiop0’ l’acide azotique, il s’empare d’une partie de son oxygène et ^ forme l’eau, et il reste libre de l’acide hypoazotique, qui se dég8s en vapeurs rouges. La double action chimique qui se pr°û donne à ces piles une grande énergie.
- Pile Daniell. — Dans cette pile, le liquide qui entoure l’élecù01 positif, au lieu d’être de l’acide azotique comme dans les pr .i)( derites, est du sulfate de cuivre. Le zinc plongeant dans laC,lfl| sulfurique produit encore un courant en décomposant l’eau,et’ jt, formant du sulfate de zinc, l’hydrogène se porte sur l’élecù^ j positif entouré de sulfate de cuivre. Ce dernier sel, sous raC du courant et de l’hydrogène, se décompose; l’acide gLl^,
- de
- rique est attiré sur l’électrode négatif; il passe donc dans le partiment qui contient l’acide sulfurique; quant à l’oxy cuivre, il se réduit. L’oxygène s’unit à l’hydrogène et recon»llx l’eau ; enfin le cuivre se dépose sur l’électrode positif, du' ^ ordinairement une lame de cuivre. Le résultat final est d
- décomposition du sulfate de cuivre, le dépôt du cuivre fi métallique, et la formation de sulfate de zinc.
- l'c
- f1
- La pile Daniell se compose, par conséquent, d’un vase p°
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- ^üpli d’acide sulfurique dans lequel on place le zinc amalgamé, et vase poreux est lui-même déposé dans un vase en verre contenant ÜI)e dissolution de sulfate de cuivre. Pour conserver à la pile sa j^stance, il suffit de, placer au fond du vase en verre des cris • Ux de sulfate de cuivre qui maintiennent la dissolution à l’aide
- 6 saturation.
- 0° renverse souvent l’ordre des corps dans la pile, en donnant au ydnc amalgamé la forme d’un cylindre entourant le vase po* reux; le sulfate de cuivre est alors déposé dans le dernier.
- bans la pile Daniell qu’on emploie pour les télégraphies, on e de l’eau pure à la place d’acide sulfurique dans le vase en Ÿeire qui contient le cylindre de zinc. L’action est plus lente à se Induire; mais une fois que la pile est en activité, la réaction caimi
- fu
- 1(ïue est la même, puisque nous avons vu que l’acide sul-
- ^rique se formait sous l’action môme du courant. De plus, on ^a^ialgame pas le zinc, afin de simplifier la manipulation ; l’action zuic sur le sulfate de cuivre est assez faible pour qu’il n’en
- du rdsult,
- e pas un trop grand inconvénient.
- a donné beaucoup d’autres dispositions aux piles, mais nous n°Us bornons aux précédentes, qui suffisent pour en faire com-f^ndre la théorie générale, et sont d’ailleurs les plus employées.
- ^ECTUICITÉ DYNAMIQUE ET PROPRIÉTÉS DU COURANT ÉLECTRIQUE.
- Lorsque l’électricité est en mouvement dans un corps conduc-Gui\ elle constitue l’être dynamique, et jouit de propriétés remarquables. Nous avons déjà cité les effets calorifiques et lumineux '|Ue produisent les décharges électriques; les effets du courant naturellement du même genre ; mais à cause de la persis-ance du mouvement électrique on peut les étudier plus facilement, 1 on a pu reconnaître d’autres propriétés qui eussent échappé
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- aux recherches des savants sans la découverte de la pile voltaïque'
- Propriétés physiologiques du courant. — Quand on touche tfeC les deux mains les deux pôles d’une pile, on ressent une coÆ motion d’autant plus forte que la tension de la pile est plus consi dérable, et par conséquent que le nombre des couples est plü5 grand. Les piles à colonne, qu’on peut, sous un petit volume, con1 poser d’un très-grand nombre d’éléments, sont très-favorable pour produire ces commotions.
- Lorsque l’on fait partie d’un circuit électrique en tenant deu* fils aboutissant aux pôles de la pile, on ressent la commotion aU moment où le courant s’établit et au moment où il cesse. augmenter l’action des commotions en les répétant à de courte intervalles, on se sert d’une roue interruptrice : c’est une roUa qui porte à sa circonférence des lames alternativement métaHi^3 et isolantes. Toutes les lames conductrices communiquent entr® elles et avec l’axe de rotation qu’on relie à l’un des pôles de pile. Un ressort appuie sur la circonférence et est relié à l’autre pôle. Lorsque l’on tourne la roue, le courant s’établit quand le res sort passe sur une partie métallique, il se rompt quand le resso
- passe sur une partie isolante. Si l’on coupe le fil qui relie le res à l’un des pôles de la pile pour tenir les deux bouts à la maiu, ressent de vives commotions quand la roue tourne, surtout si deux bouts sont terminés par deux cylindres métalliques quiaUo mentent la surface de contact.
- sort
- où
- les
- Les commotions agissent très-diversement sur les personne suivant leur constitution ; on a cherché à appliquer ces conU110 tions à la guérison de certaines maladies, la goutte, la paraly sie, etc., et l’on a réussi dans beaucoup de cas; toutefois, le r que l’électricité doit jouer dans la médecine n’est pas encore biel1 fixé*
- Toute propriété du courant électrique peut servir à la comp0
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- COURS THÉORIQUE.
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- Sltl°n d’un télégraphe; il suffit, en effet, d’avoir à une station Püe électrique et un certain nombre de fils allant de cette llon à une station suivante ; en faisant passer le courant un ^rtaiu nombre de fois et à des intervalles variables, on peut ^er facilement un vocabulaire et transmettre une correspon-ace quelconque. On a donc eu l’idée de profiter de l’action physique du courant pour constater son passage. Que l’on suppose effet aux cinq doigts de la main cinq anneaux formés de deux ^ rhes métalliques isolées par de l’ivoire, ces cinq anneaux cor-sPondant à cinq circuits différents ; chaque passage du cou-par pun (jgg g|g pr0(juira Une petite commotion en traver-111 le doigt correspondant au fil, et cette commotion sera l’indice Qü signal.
- Propriétés calorifiques. — Lorsqu’un courant traverse un j ’ 11 l’échauffe; si le fil est très-fin, il le rougit, et peut même e fondre et le volatiliser. Quand la chaîne qui relie les deux N* est composée de plusieurs métaux, ils s’échauffent, mais légalement ; ainsi les plus fins rougissent plus que les autres.
- est surtout au contact des métaux différents qu’a lieu la plus ^Qde élévation de la température, ce qui doit faire admettre é® 1 échauffement tient à la résistance qu’éprouve le fluide pour Ser d’une molécule à une autre dans le même corps, ou d’un c°rPs à un autre d’une nature différente.
- <*** lumineux. — Lorsque l’on fait communiquer les deux ces Iïl^l:a^^<îues avec les pèles d’une pile, et que l’on rapproche cPn^eux fils à une très-petite distance,on voit une pètite étin-. e> La tension électrique développée par les piles est infi-cnt moindre que celle que l’on peut obtenir à l’aide des disC^lneS ^ec^<ïues ' aussine peut-on obtenir d’étincelles qu’à des auces extrêmement petites. Ces étincelles sont produites par le ^ .nsP°rt de molécules qui se fait d’un fil à l’autre et qui sont auffées jusqu’au rouge par l’action calorifique du courant. La
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- 72 CODRS THÉORIQUE.
- couleur des étincelles varie en effet avec la nature des méta^ employés.
- et
- Lorsque les fils sont remplacés par deux cônes de charbon que la pile est suffisamment puissante, le même phénomène sc produit et donne lieu à une flamme très-brillante due, com^
- nous venons de le dire, au passage d’un électrode à l’autre
- à#
- particules de charbon qui rougissent à la température élevée que produit le courant. Le charbon qui communique avec le P01 positif s’use rapidement, tandis que l'autre augmente au co11 traire de volume. Il y a de plus une perte du charbon lorsQue l’expérience s%.fait dans l’air ou dans l’oxygène, et qui est dne à l’oxydation du charbon. C’est cette lumière que l’on cherch® à utiliser comme moyen d’éclairage, et que l’on a déjà souv® employée dans des circonstances particulières.
- On n’a pas encore obtenu un succès complet, parce que l°a n’est pas parvenu à régler convenablement le rapprochement dC5 charbons; dès que leur distance dépasse une certaine limite» lumière disparaît. S’ils s’usaient régulièrement, il suffirait de 1C5 rapprocher au moyen d’un mécanisme d’horlogerie ; maisl’h1^11. site de la pile varie constamment, et bien que ces variations aie lieu dans des limites très-restreintes, elles suffisent pour difier l’usure des charbons.
- On a construit plusieurs régulateurs fondés sur l’action attr^ tive que les courants hélicoïdaux exercent sur les aimants, que nous étudierons plus loin ; ils sont disposés de telle sorte’ qu’une diminution dans l’intensité du courant amène le rapPr° chement des charbons, et réciproquement. On n’est pas parve^ à un résultat assez satisfaisant pour faire entrer l’éclairage él^ trique dans le domaine de l’application, sauf dans des circon& tances exceptionnelles.
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- ÉLECTROCHIMIE.
- P'opriétés chimiques du courant.— Lorsque l’on fait plonger , ns l’eau les extrémités de deux fils communiquant avec les Ux pôles d’une pile, on voit l’eau se décomposer. Des bulles de ^z Se dégagent aux deux électrodes, et, si on les recueille dans j, üx Petites cloches en verre, on reconnaît que l’oxygène de ^eau se porte à l’électrode positif, et l’hydrogène à l’autre. aQs l’espace intermédiaire, aucune bulle ne se dégage. Pour cire l’eau plus conductrice, on lui ajoute ordinairement un ^ ü d’acide sulfurique. Ainsi, l’hydrogène marche dans le sens durant, tandis que l’oxygène marche en sens contraire.
- Le courant électrique, lorsqu’il est suffisamment intense, peut c Ull'e presque tous les corps composés; i) a même servi à dé-Vl'ir certains corps simples que leur grande affinité pourl’oxy-e ne permettait pas d’avoir par d’autres procédés. Ainsi, la asse> la soude, etc., sont décomposées sous l’influence du con-. î le potassium et le sodium se transportent à l’électrode né-et l’oxygène à l’électrode positif. Pendant longtemps on n’a 0,1 d’autre moyen d’obtenir ces deux corps à l’état métallique.
- Lans toutes les combinaisons où il entre de l’oxygène, ce corps, Us 1 action du courant, se transporte à l’électrode positif.
- pieorie électro-chimique. — Pour expliquer les effets chi-^ues de la pile, on admet que chaque molécule d’un corps ^ple se trouve dans un état électrique particulier, ou possède e certaine quantité d’électricité qui lui est inhérente. La na-ledu fluide et la quantité possédée par chaque corps est diffé-0llte et dépend de sa nature.
- L °xygène, qui est attiré, comme nous venons de le voir, par
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- le pôle positif, possède l’électricité négative ; en d’autres terme:' c’est un corps électro-négatif.
- Les autres corps qui sont attirés par le pôle négatif sontal1 contraire électro-positifs.
- . fnjt
- Lorsque les corps sont à l’état naturel, l’électricité qui1, partie de leur constitution n’est pas sensible, parce qu’elle ag sur le fluide neutre environnant et attire la surface de cha^ molécule de l’électricité contraire à celle qu’elle possède, ce produit une neutralisation analogue à celle qui a lieu dans ^ bouteille de Leyde chargée. On peut donc considérer chaque lécule d’un corps simple comme entourée dune atmosphère fluide contraire à celui qui fait partie de sa constitution.
- Cette manière d’envisager les corps permet d’expliquer la ^ mation d’électricité dans les réactions chimiques, et l’action courant sur les corps composés. Nous allons indiquer cette théo _ pour les cas les plus simples, parce qu’elle fixe bien les i^e sur la nature des phénomènes.
- Considérons deux molécules, A et B, de deux corps simp^
- différents : l’une électro-positive, A; l’autre électro-négative» ' Ces deux molécules attirent à leur surface, la première du flül
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- COURS THÉORIQUE. 75
- e(; loutre du fluide positif, qui leur forment une sorte Oosphère électrique.
- ^Quand ces deux molécules sont en présence, les atmosphères briques empêchent la combinaison tant qu’une cause étran-re ne vient pas rompre l’équilibre. Ainsi, l’oxygène et l’hydro-e peuvent se trouver mélangés dans le même vase sans se ^uininer; mais si l’on fait passer une étincelle électrique, elle et jrQl^ne une secou3se flui probablement écarte les atmosphères ^ eierrnine la combinaison, et, par suite, la formation de l’eau.
- Uiolécule résultant, A B, est électro-positive si l’électricité a . e Possède A est plus grande que celle b de B, et électro-négative , s le cas contraire. Les atmosphères électriques se réunissent Moment et dans la même proportion.
- ^losi, un corps composé peut être, comme un corps simple, ectro-positif ou électro-négatif. Les bases et les oxydes sont ectro-négatifs, tandis que les oxydes sont électro-positifs. Lors-^Ue « est égal à è, la molécule (A B) qui résulte de la combien des deux éléments est à l’état neutre; lés atmosphères Neutralisent aussi complètement.
- Lor
- c°rps
- ees
- Stiue les molécules À et B sont en communication avec deux conducteurs, M et N, les atmosphères peuvent passer sur
- c 1 c°rps, et rien ne s’oppose à la combinaison des deux molé-s élémentaires. Les deux corps M et N se chargent, le pre-r d’électricité négative, et le second d’électricité positive.
- ‘Préalablement, M était électrisé négativement, et N posi-eNient, les deux conducteurs, au lieu de faciliter la combi-
- *i^§Gri , . ’
- q L s opposeraient au dégagement des atmosphères et main-raient au contraire les molécules séparées.
- Après ce qui précède, il est facile d’expliquer le dégage-1 d’électricité produit dans les piles électriques. Imagi-
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- nons deux corps d’une certaine étendue et assez bons con<blC teurs, X et Y, dont l’un soit électro-positif, et l’autre électf0, négatif. X est, par exemple, de l’oxyde de zinc, et Y de l’aC1 sulfurique. Les molécules qui sont en présence à la surface séparation s’attirent et, par leur combinaison, forment un se ’ les atmosphères se répandent sur les deux corps qu’elles trisent, X négativement et Y positivement; le sel se dissout, de nouvelles molécules se trouvant en contact abandonne également leurs atmosphères aux corps X et Y. 11 arrive un ment où la tension électrique des corps X et Y est assez gca11 pour empêcher un nouveau dégagement des atmosphères $eC triques, et la réaction s’arrête. Elle ne continue que si enlève les fluides répandus sur M et N, ou si l’on réunit ce" deux corps par un fil conducteur, auquel cas les deux passent dans ce fil et reconstituent le fluide neutre. On obtiefl ainsi, comme nous l’avons vu, un courant électrique.
- Cette meme théorie permet d’expliquer la décomposition corps que produit le courant électrique. Considérons, en eae. une molécule, A et B, produite par la combinaison des moléc^e'
- simples A et B : l’une, A, électro-positive, et l’autre, B, ^ tro-négative. Si l’on présente deux conducteurs, M et N, & trisés, le premier négativement, et le second positivement,1 deux corps étant, par exemple, deux électrodes reliés aux
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- *JQe pile, et si la tension électrique est suffisante, l’attraction exercent ces deux conducteurs sur les fluides naturels de A de B est plus forte que l’attraction qui résulte de l’affinité des deux molécules, et la décomposition a lieu.
- La molécule A est attirée par M, et la molécule B par N. Le uide négatif de M se répand autour de A, et reconstitue son Oosphère électrique. La molécule se trouve donc à l’état natu-Si elle est solide, elle se dépose sur M, et augmente son Plaine; si elle est gazeuse, elle peut adhérer; mais d’autres Pécules se produisant viennent s’ajouter et former une bulle |juL Par sa légèreté, s’échappe pour gagner la partie supérieure u liquide, au milieu duquel l’action se produit.
- ( 11 reste à expliquer comment entre les deux électrodes on 11 perçoit aucune bulle de gaz. Supposons que le corps à décoincer soit de l’eau, et considérons une file de molécules situées Cre les deux électrodes M et N ; chacune de ces molécules en
- J^mprend deux élémentaires : l’une, d’hydrogène électro-positive ’ et l’autre d’oxygène électro -négative 0.
- L’électrode positif agissant par influence sur la première module d’eau, la tourne de manière à rapprocher l’oxygène et à el°igner l’hydrogène. La première molécule agit de même sur la
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- seconde , la seconde sur la troisième, et ainsi de suite jusqu’à dernière, dont l’hydrogène se tourne vers l’électrode négatif-
- On a donc la disposition suivante des molécules :
- Dans cet état, chaque molécule élémentaire d’oxygène ou d’bî drogène est soumise à deux forces contraires : la force chimie® qui tend à maintenir la combinaison, et la force électrique $ tend à la détruire. Lorsque la dernière l’emporte, l’oxygène ^ la première molécule se sépare de l’hydrogène, et se dégagea l’électrode ; l’hydrogène, devenu libre, se porte sur la molécü^ suivante qu’elle décompose, s’unit à son oxygène, et rend l’hydrogène qui produit le même effet sur la molécule suivante' et ainsi de suite jusqu’à l’autre électrode, où se dégage l’hydr0" gène de la dernière molécule.
- On voit donc qu’il y a une série de décomposition et de reçoit position des molécules de l’eau, et que les deux gaz ne peuvent se trouver libres qu’aux deux extrémités.
- Quant à la transmission des fluides électriques, elle n’a paS lieu de la même manière que dans les conducteurs métalliques; toute l’électricité produite par la pile est employée à rendre au* molécules dégagées leur état normal en reconstituant leur atfflO' sphère électrique. La quantité d’eau décomposée est donc propos
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- COURS THÉORIQUE. 79
- Quelle à la quantité d’électricité qui passe dans le liquide. L’in-co a courant étant ^a quantité de courant qui traverse un ucteur pendant l’unité de temps, cette intensité peut être me-ee par la quantité d’eau décomposée pendant l’unité de temps.
- üe^°us allons étudier maintenant les differents faits qui résultent a théorie précédente, et les applications qui en résultent.
- ^ectro~chimie. — Nous venons de voir que quand l’eau est j^0lnposée, l’oxygène se porte toujours à l’électrode positif, et ydrogèiie à l’électrode négatif. Si le métal qui forme l’électrode j 1 ^ est oxydable, il se combine avec l’oxygène, qui alors ne se ^age pius> L’hydrogène se porte sur l’électrode négatif; l’affi-j l’hydrogène pour les métaux est très-faible : aussi n’y a-1 Pas de combinaison quand l’électrode est à l’état métallique; ls si cet électrode est un oxyde, l’hydrogène le décompose ür s’emparer de l’oxygène, et laisse le métal libre. Quand le Ps est un acide ou un oxyde, l’oxygène se porte toujours au . e positif; la décomposition exige quelquefois une assez grande eQsité du courant.
- orsque le liquide traversé par le courant contient un sel en solution, la décomposition du sel a lieu ; l’acide se porte au e positif, et l’oxyde au pôle négatif. L’oxyde est décom-6 lorsqu’il n’est pas une base puissante, et l’oxygène se e en même temps que l’acide au pôle positif, tandis que le Vrg Se reiK* SGU^ aU P*^e n^>a^' Ainsi, Pour Ie sulfate de cui-j ’ .Par exemple, le cuivre se dépose sur l’électrode négatif, dis que l’acide sulfurique et l’oxygène se portent à l’électrode Si cet électrode est formé d’un métal facilement oxyda-> tel que le fer, le zinc, le cuivre, etc., l’oxygène forme avec électrode un oxyde qui s’unit à l’acide pour constituer un dveau sel. Ainsi, lorsque le courant traverse une dissolution solfate de cuivre et que l’électrode positif est en fer, le cui-e so porte à l’électrode négatif, et il se forme à l’électrode po-
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- 80 COÜF.S THÉORIQUE.
- sitif du sulfate de fer qui se dissout dans le liquide. Si l’éjeC trode positif est en cuivre, il se forme du sulfate de cuivre ffult dissout également, de sorte que la liqueur reste toujours au degré de saturation. Le cuivre continue à se déposer sur r^eC trode négatif, et le résultat définitif est le transport du cuivre ^ l’électrode positif sur l’électrode négatif.
- Polarité électrique. — Nous avons cité la polarité électri^
- comme une des causes qui s’opposent à la constance des piles
- • elle
- consiste en ce que le courant produit dans la pile une décon# sition analogue à celle qui a lieu dans un conducteur liquld extérieur; ainsi pour une pile formée d’une série d’éléine11*'
- ide
- comprenant .chacun une lame de cuivre, un vase rempli d’acm
- sulfurique et une lame de zinc, le courant marche dans
- rieur de la pile du zinc au cuivre ; l’eau se décompose donc
- l’hydrogène marchant en sens contraire du courant vient se
- dé'
- poser sur la lame'de cuivre, et arrête la conductibilité. On re
- médie à cet inconvénient, ainsi que nous l’avons dit, en plaçal
- les deux lames de zinc et de cuivre dans deux liquides différent
- të
- Voltamètre. — La réduction des corps composés par le coui’a
- fournit un moyen très-simple de comparer la force des coura^5 ou de savoir la quantité d’électricité qui traverse un conducte^’ On nomme voltamètre l’instrument qui sert à cette détc1 mination.
- Il
- vent
- se compose deux petits
- d’un vase en verre, au fond duquel a1’1’1
- fils conducteurs ; deux petites cloches
- en
- verre graduées sont disposées au-dessus de ces fils, de faço»
- recevoir les gaz qui se dégagent. Si l’on fait passer le coura1
- $
- dans cet appareil en mettant les deux fils métalliques dans1,11 circuit, on a, par le volume de gaz produit, la mesure exacte la quantité d’électricité qui a traversé l’appareil. Si deux coura11^" électriques donnent des volumes différents de gaz dans le vaèë temps, les intensités des courants sont proportionnelles à cS’
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- COORS THÉORIQUE. 81
- y^j
- ^OiSîdt ^ue *e volume d’hydrogène doit toujours être e du volume d’oxygène.
- ^el*1 ^eU d’emPloYcr l’eaiL on peut prendre un sel métallique Oue’du sulfate de cuivre par exemple ; et si les deux % °des sont en cuivre, 011 a une vérification très-simple. En tiéo’.k cuivre réduit par le courant se dépose sur l’électrode t'ide^ et’ Par conséquent, le poids augmente ; l’oxygène et l’a-hl je lransP°rtés à l’électrode positif, reconstituent avec le mé-l*oi(h Su^ate de cuivre ; la lame positive doit donc perdre un «Ci8,al 4 celui que gagne la lame négative. Avec ce volta-' les intensités du courant sont proportionnelles aux poids
- Sués et
- perdus par le» lames pendant un temps donné.
- l^h'dnoplastie.
- aps
- L’électro-chimie a reçu dans ces derniers
- Dj - une application très-étendue ; elle fournit, en effet, un ^ch tr^“slmPle de recouvrir les corps conducteurs d’une
- métallique aussi légère qu’on veut.
- Moi)Ü'^nons un vase contenailt du sulfate de cuivre, dans lequel cUiy?e 1111 objet quelconque, en fer par exemple, et une lame de
- Üll
- l'G 1
- ’ le premier étant relié au pôle négatif de la pile et la lame
- Pôle
- le" lue le cuivre se dépose à l’électrode négatif, tandis que ,a de l’électrode positif se dissout. Au bout d’un certain ^ ul'jet en fer est donc recouvert d’une couche de cuivre ti0ri , al3ord très-légère, devient plus épaisse à mesure quel’ac-Ul>e plus longtemps.
- rec°uvrir un corps conducteur d’un métal quelconque, if Pl0lln. °nc de former avec ce métal un sel soluble, et de faire l’o^>s la dissolution un électrode positif de même métal, <} a recouvrir formant l’autre électrode. Ainsi, pour argenter er un objet de cuivre, on emploie du chlorure d’argent ou
- Positif. Nous avons vu que le sulfate de cuivre se décom-
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- COURS THÉORIQUE.
- : *2
- d’or,, dans lequel on fait plonger une masse d’urgent ou d°f l’objet qu’on veut dorer.
- Lorsque l’objet à recouvrir n’est, pas conducteur, on le rec°q préalablement d’une légère couche de plombagine, qui ne ee en rien les formes et le rend conducteur.
- Cette méthode fournit un moyen de prendre des empreifltP de reproduire certains objets en métal d’une grande déli^ comme des médailles. On verse sur le type qu’on vetfj produire de la gutta-percha fondue, qui sèche en remp^ très-exactement les vides du modèle. On peut alors l’e11 cher et, en la saupoudrant de plombagine et la soumefiaIlt bain galvanoplastique, on reproduit très-fidèlement le Pre objet.
- Application à la télégraphie. Sæmmering a eu le P1’^ l’idée d’appliquer l’électro-chimie à la télégraphie. L’apP récepteur était une cuve pleine d’eau légèrement acidulé
- nie de vingt quatre pointes d’or espacées au fond du vil?
- portant chacune une lettre. Vingt-quatre fils métallique
- tant de ces pointes aboutissaient à la pile située à une cef distance. Un vingt-cinquième fil, aboutissant à une poiutc plémentaire, et invariablement fixé à l’un des pôles, sei'v;" fil de retour.
- En faisant passer le courant par l’un quelconque des ' ‘ quatre fils, une bulle se dégageait à la pointe d’or cortf'P dante et faisait connaître la lettre transmise.
- On est revenu plus tard aux télégraphes électro-elii1111,^ que l’on a réalisés dans de bien meilleures conditions, une dissolution d’iodure de potassium traversée par le co111..^ a potasse est transportée à l'électrode négatif, tandis que ^
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- COURS THÉORIQUE.
- 63
- >o rgrij
- ,je j,.lu aii pôle positif; si cet électrode est en fer, il se forme ^ lQdüre de fer dont la couleur se reconnaît facilement. Si donc ^Papier est imbibé d’une dissolution d’iodure de potassium, et ^ üa stylet en fer communiquant avec le pôle positif appuie av^Us> tandis que de l’autre côté il se trouve en communication de f ^ négatif, le courant déterminera la formation d’iodure faj r’ et laissera une trace sur le papier, qu’on aura soin de 9tl Crouler d’un mouvement uniforme, ou de faire tourner de .es,SOus du stylet. Il comportera donc la marque de points et à chaque passage du courant, suivant la durée de ces
- per^S traces laissées par l’iodure de fer sont très-faibles, et ne hj^^nt pas, tandis que le cyanure de fer a une belle couleur Pota î°nc(^ On a donc été conduit à préférer à l’iodure de njêJSlUfn le cyanure jaune de potassium. Le principe est Je e> niais la réaction chimique est un peu différente.
- pluG ^aP*er doit être employé à l’élat humide, et c’est un des <]He ^lancte obstacles à la réussite des télégraphes électro-chimi-W ' U ^ien proposé divers moyens pour lui conserver son Plét ^ ’ P^us^eurs °nt assez bien réussi, mais pas assez com-$e eQlent pour faire abandonner les appareils dont les signaux avec de l’encre ordinaire.
- ÉLECTRO-D YNAMQUE.
- Loi
- a,%s
- Urants mobiles. — Les courants agissent les uns sur les ^co s Par attraction et répulsion. C’est à Ampère qu’on doit la tuep Verte ce genre de phénomènes dont l’ensemble consli-i^^otro-dynamique. Pour les observer il faut évidemment ^es deux courants au moins soit mobile, ce qu’on peut
- UllSer do • - III
- ne plusieurs maniérés.
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-
- 84
- COIIIS THÉORIQt'E.
- Concevons en effet deux colonnes verticales recourbées
- à a1
- droit, comme l’indique la figure ci-dessous, et terminé
- il
- t
- I
- deux petites cuvettes remplies de mercure A et B. Si 1’
- on
- lûi11
- «P
- fil contourné d’une façon quelconque et terminé par deux P1 placées l’une au-dessus de l’autre à la même distance <lü® deux cuvettes de l’appareil, on pourra faire plonger leS pointes dans les cuvettes, et le conducteur restera suspend*^ condition qu’il puisse se tenir en équilibre autour de ln ^ cale qui passe par les deux pointes, ce qu’on peut toujonlS tenir au moyen d’un petit contre-poids quand il est néces^3
- t a
- Les deux colonnes sont fixées sur une table qui p01 '
- communications métalliques. En mettant l’une d’elles en
- 1er,
- munication avec le pôle positif de la pile et l’autre avec *- ^ négatif, le conducteur suspendu est traversé par un e0^ dont on peut changer à volonté le sens au moyen de con^ teurs placés sur la table; le conducteur, reposant sui pointes plongées dans deux cuvettes de mercure, est inobde fl tour de la verticale qui passe par ces deux pointes, et l’011 ^ facilement étudier l’action qu’exerce sur lui un courant 4 approche ou qu’on éloigne,
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-
-
- On
- COURS THEORIQUE.
- 85
- hr
- Peut avoir aussi un courant mobile en fixant un conduc-PJJ ,a flotteur en liège posé sur une cuve pleine d’eau, et 1^ t arriver le courant par deux fils très-fi e résistance au mouvement du flotteur.
- ni n’opposent
- (| °n se procure encore des courants mobiles en fixant à jjj olleur deux lames, l’une de zinc et l’autre do cuivre; un j, Part de l’une des lames, traverse le liège, et retourne à fj re kme en décrivant la figure qu’on veut donner au cou-l’on place cet appareil dans un grand vase contenant de
- faire
- i,
- a0e en traversant le conducteur. Le liège flottant sur le n-°u a un courant mobile dans tous les sens et qui permet
- sulfurique, il se forme un véritable élément de pile ordi-• dont le courant part de la lame de cuivre pour aller ti
- 'laide,
- J^ier les lois d’attraction et de répulsion des courants les uns r les
- autres.
- Act
- l0n électro-dynamique des courants. — Un trouve, en à lui-même un conducteur rectangulaire ou circu-
- . .^donnant -i
- aire Mati
- piace normalement a la direction de l'aiguille aiman-ï( 1 dans la bratiche inferieure le courant marche de l’est à sl- Lorsqu’on veut étudier l’action des courants les uns sur
- 'I11 H se dirige de lui-même sous l’action de la terre ; son Se place normalement à la direction de
- 1
- î
- f
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-
-
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- COURS THÉORIQUE.
- les autres, il faut donc soustraire le courant mobile à cette aC
- if;
- tion. On y arrive facilement en le composant de deux rectaiv' disposés de façon à être parcourus en sens contraire par le c011 rant, comme l’indique la figure ci-dessus. Les faits principe qu’on observe sont les suivants :
- Quand on présente à un courant mobile un second coutf1 parallèle, il y a attraction si les courants ont le même sens* répulsion s’ils vont en sens contraire.
- Si l’on recourbe le conducteur fixe de façon à former
- d^
- conducteurs voisins parcourus en sens contraire par le wcl
- êfl,f
- courant, il n’y a ni attraction ni répulsion; on peut donc
- dirf
- que la force d’attraction qu’exerce un courant sur un autre es égale à la répulsion qu’on obtient quand on change le sensû l’un des courants.
- Lorsque deux courants tels que A B et G 1) sont obliques.1
- C D
- s’attirent s’ils marchent tous les deux vers le sommet de 1’afle ou s’ils s’en éloignent tous les deux. Ils se repoussent au cül1 traire quand l’un deux marche vers le sommet tandis que s’en éloigne. Le même phénomène a lieu lorsque les deux L(}l1 rants ne sont pas dans le môme plan.
- On peut déduire de ces lois la plupart des phénomènes élec11^ dynamiques. Nous allons en citer quelques exemples. SupP0 sons deux courants obliques tels que À o B et G o D ; le coural1 marchant de B en A dans le premier et de G en O pour le setJllt '
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- COURS THÉORIQUE.
- tu Portion G
- o est repoussée par A o et attirée par o B,
- 87''•
- o 1) est
- ^Poussé par o B et attiré par o À; si les courants sont mobiles, %tourrieront donc de façon à s’appliquer l’un sur l’autre, o C j 0 B et o D sur o A. Si les deux courants ne sont pas dans plan, ils tournent de façon à se placer parallèlement.
- J°nsidérons maintenant un conducteur fixe indéfini horizontal l>^ > et un second-, A B, mobile et perpendiculaire au premier, <j ectficité marchant de m en n dans le premier, et de À en B tls le second. Le courant A B est attiré par la portion m G du
- °Urat)t fixe, suivant une certaine direction H L. 11 est repoussé ^ 1 autre partie G n suivant une direction symétrique H K et Vec une force égale. Les deux forces agissent évidemment comme seule H P, qui serait parallèle à m n. Le courant A B se ^ar*sporte donc parallèlement à lui-même dans la direction H L, est~à-dire parallèlement au courant m w, et en sens contraire
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- 88 COURS THÉORIQUE.
- de ce courant. Si le sens du courant changeait, le mouvemc11’ aurait lieu en sens contraire; il en serait de même si le condl,c teur A B se trouvait de l’autre côté de m n. Le même phénotn^ aurait lieu si les deux courants, au lieu d’être dans le plan, étaient dans des plans parallèles.
- Si Je courant A B n’était pas entièrement du même côté PaI rapport au conducteur m n, s’il le coupait, la translation n^ rait plus lieu, le courant mobile tournerait comme nous l’avo0* déjà dit pour se placer paralèllemént h m n.
- Considérons encore comme exemple un courant A B fixé en •*' et pouvant par conséquent tourner autour de ce point, et ^ courant indéfini m w,le courant marchant de À en B et de m en^ A B est poussé comme dans l’exemple précédent dans la direct-H P ; mais comme le point A est fixe,
- p'
- B’ H' ir 4-
- _______________B_______________
- m n
- À B tourne et vient se placer dans la direction A B'. 11 est a-orr repoussé par un courant m n suivant H' P', puisque les de^ courants sont parallèles et sont parcourus en sens contraire P‘ l’électricité; il continue donc à tourner pour se placer sur le l)l0 longement de A B ; il est alors perpendiculaire à m n et se tr°ü poussé dans le sens du courant, de m en n; il tourne encofe' Enfin dans la dernière position, il est attiré par le courant i,J rallèle m n. et la rotation continue. On obtient donc par moyen un mouvement continu de rotation d’un courant autoUf d’un point.
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- COUHS THÉORIQUE. PÇ)
- Action d'un courant indéfini sur un courant fermé. — Nous és étudier maintenant l’action d’un courant horizontal recti-
- %«e
- Soit
- indéfini sur un conducteur fermé traversé par un courant. . rn n le conducteur fixe, À B G D le conducteur fermé, la clie indiquant le sens des courants. La branche À D est per • Pédiculaire à m n et le courant se dirige vers le courant fixe ;
- n
- branche est donc poussée dans la direction H K, c’est-à-e parallèlement à m n. et en sens contraire du fluide dans p c°nducteur. B G est au contraire poussé dans la direction r traire H K'. La branche G ü tend à tourner pour se placer paiement à rn », les deux courants devant avoir la même di-hon. Quant à la branche A B, elle tend à se mouvoir en sens Braire de D G. Si donc le conducteur m n se trouve à une éle distance de D G, l’action sur D G sera plus grande que sur jai » si au contraire le courant m n est à une assez grande dis-, lCe par rapport à l’éloignement des branches D G et A B, les e^els s’annuleront, et il suffira de tenir compte de l’action % SUl' les branches verticales A 1) et B G. On voit en somme ^ Ie cadre tend à tourner pour se placer dans le même plan Par1n I)ar^e inférieure devenant parallèle à m », et étant fixe°vrUe. par le courant dans le même sens que le conducteur ‘e- ^Ge fait peut être du reste vérifié par l’expérience.
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- 90 colins THÉoniQCF..
- Courants curvilignes. — Outre les trois lois que nous avons indiquées plus haut, on peut citer les deux autres qui ont etc trouvées également par Ampère.
- L’action d’un courant sinueux est la même que celle d’un coU' rant rectiligne terminé aux deux mêmes points. Pour le démon' trer il suffit de prendre un fil recourbé sur lui-même, de faç°11 à avoir une branche droite et l’autre sinueuse, le fil étant entouré de soie pour empêcher le courant de passer d’un® branche à l’autre. On trouve que Ce système est sans action sn[ un courant voisin, d’oü il faut conclure que les parties courbes ont la même influence que les parties rectilignes.
- Ce fait montre qu’on peut remplacer un conducteur courbe par un conducteur rectiligne, ou réciproquement. Si donc ufl courant fixe m n et un conducteur circulaire traversés par deu> courants sont en présence, l’effet sera le même que si le der nier était remplacé par un rectangle. Le courant circulaire
- tend
- m
- TV
- donc,à tourner pour se placer dans le plan de m w, de faÇül1 que le courant à la partie inférieure ait la même directi011 que dans m n.
- Action répulsive des particules de courant. — L’autre 1°’
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- COURS THEORIQUE.
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- c°nsiste en ce que les parties d’un même courant tendent à se ^Pousser. Ainsi dans un conducteur traversé par un courant, il en chaque point une tendance à la séparation des parties; ^te tendance est trop faible pour qu'on puisse l’observer en gérais on peut la constater au moyen d’un appareil imaginé Ampère. 11 se compose d’une petite cuvette en porcelaine, di-e en deux compartiments qu’on remplit de mercure. Un con-en cuivre recourbé plonge dans les deux compartiments
- Péral
- Par
- Usé,
- Acteur
- be trouve supporté par le mercure. On fait communiquer le e positif de la pile avec l’un des compartiments, et le pôle né-ayec l’autre; le circuit se complète par le conducteur mo-e; On le voit alors se mouvoir parallèlement à la cloison, ce j lndique une répulsion entre la partie du courant quitraverse eMercure et celle qui traverse le fil.
- 1 °us avons déjà cité un exemple d’un mouvement de rotation ^°nfinue qu’on peut obtenir par l’action d’un courant fixe sur un ^ fant mobile ; on peut en obtenir d’autres du même genre par erses dispositions, mais il est inutile de les décrire ici.
- . ^olénoïdes. — Nous avons vu qu’un courant rectangulaire ou Oculaire mobile, mis en présence d’un courant fixe rectiligne, ?e P^ce de façon à se trouver dans 1e même plan que le second, e courant ayant la même direction dans le conducteur fixe et Ulls la partie inférieure du courant mobile. On peut imaginer UQe s^rie de cercles parallèles fixés les uns aux autres et transes dans le même sens par le courant. La figure suivante in-1(Jée comment on peut réaliser ce système et le rendre mobile,
- Cn/iJui/ifiA/V
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- §2
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- il est formé d’un fil dont les deux extrémités peuvent être pion gées dans les deux cuvettes pleines de mercure de l’appareil que nous avons décrit plus haut; ce fil est recourbé, et forme une série de cercles parallèles dont l’ensemble se nomme solénoïdes-
- Si l’on présente au-dessous de ces cercles un conducteur fixe> ils tournent, et l’ensemble tend évidemment à se placer pef' pendiculairement au conducteur fixe, le courant ayant à la partie inférieure des cercles la même direction que dans le conducteur' On peut aussi obtenir un solénoïde en enroulant simplement un fil en hélice.
- Action de Ici ferre. — Un courant fermé, rectangulaire ou ch' ( uiaire, mobile se dirige par l’action seule de la terre. H se place de façon que son plan soit perpendiculaire à la direction de l’aiguille aimantée ; et le courant dans la partie inférieure marche de l’est à 1 ouest. On voit donc que la terre agit comme si elle était parcourue par un grand courant qui circulerait l est à l’ouest. On nomme pôle nord du solénoïde l’extrémite qui se dirige vers le nord, et l’autre est le pôle sud.
- Analogie des aimants et des sol en o'i des. — L’action de la terre est la môme sur un solénoïde que sur un aimant, mais la ne s’arrête pas l’analogie; on peut facilement démontrer pal l’expérience que les pôles contraires de deux solénoïdes s’attirent' tandis que les pôles semblables se repoussent. Ce fait est dn
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- rftste une conséquence des lois que nous avons indiquées ; en °ffet, si l’on place deux solénoïdes l’un à la suite de l’autre, les P^les contraires seront en présence si les courants ont la même érection dans les cercles ; donc ils s’attireront, puisque deux c°Urants parallèles et de même sens s’attirent. Dans le cas contre ils se repousseront.
- Cette analogie frappante a donné lieu à une hypothèse nouille sur le magnétisme. L’aimantation ne serait plus produite deux fluides différents résidant dans le fer, mais elle tien-lh'ait à de petits courants circulant dans le même sens autour de chaque molécule, de sorte qu’un aimant est un véritable solénoïde. lorsque l’aimant est orienté, les petits courants vont à la partie inférieure de l’est vers l’ouest. Nous reviendrons du reste sur Cehe théorie, qui rattache si complètement les phénomènes magnétiques aux phénomènes électriques.
- U résulte de cette manière d’envisager les aimants qu’un solé-noïcle et un aimant doivent exercer l’un sur l’autre la même Uction qu’un aimant sur un autre aimant, ou un solénoïde sur lln autre solénoïde. C’est en effet ce qu’on peut vérifier par l’ex-Pn-rience. Le pôle nord d’un aimant attire le pôle sud d’un ^lénoïde et repousse l’autre pôle, et réciproquement. On en Coticlut encore qu’un courant fixe doit agir sur un aimant mobile le faire mouvoir de façon qu’il se place perpendiculairement conducteur et dans un sens déterminé.
- ÉTÆCTRO MAGNÉTISME.
- Déviation de l'aiguille aimantée par les courants. — L’électro-magnétisme comprend l’étude complète des rapports qui existent eQtre les courants et les aimants. Le phénomène fondamental la déviation de l’aiguille aimantée sous l’influence du courant
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- électrique. 11 a été découvert par Ærsled, en 1819, avant l?s travaux d’Ampère sur l’éleclro-dynamique ; mais d’après la nia* nière d’envisager les aimants que nous venons d’indiquer, on peu1 le considérer comme une conséquence de l’action des courants le& uns sur les autres.
- Lorsqu’une aiguille aimantée mobile est placée au-dessous d’»1’ courant rectiligne et à une faible distance, elle est déviée et tend à se placer perpendiculairement à la direction du courant. Si ^ sens du courant ou la position de l’aiguille change, la dévia* lion a lieu en sens contraire.. Une règle très-simple permet de définir simplement le sens de cette déviation II faut se supposé couché dans le conducteur, de telle façon que le courant pas®e des pieds à la tête, c’est -à-dire qu’on ait les pieds du côté d» pôle positif, et la tête du côté du pôle négatif. Si alors on i’c' garde le pôle nord de l’aiguille, on le voit se mouvoir vers droite.
- Cette propriété peut donc servir à reconnaître si un lit est p»r' couru par un courant, et quel est le sens de ce courant. On abafl" donne l’aiguille aimautée à elle-même, pour qu’elle prenne lad1' rection que lui imprime l’action de la terre. On présente al'11'5 au-dessus le conducteur à essayer : si l’aiguille est déviée, 011 est assuré que le courant existe, et il suffit pour connaître so» sens de voir comment il faut se supposer placé dans le conduc* teur pour avoir le pôle nord tourné vers la droite en regarda»1 l’aiguille.
- Si la terre n’avait pas d’action sur l’aiguille , elle se placerai1 normalement au courant; on peut s’en assurer en suspendait au môme fil deux aiguilles aimantées à des hauteurs diffère»' tes, disposées en sens contraire ; la terre n’agit pas sur ce système, qu’on nomme astatique. Si alors on place le courant a»' dessus de l’aiguille supérieure, elle tourne et se place dans u»e position exactement perpendiculaire au courant, en entrain»11*
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- COURS THÉORIQUE.
- P *
- ;aiUre aiguille, sur laquelle le courant agit avec moins d'énergie a cause de la distance.
- Si donc AB est la direction normale de l’aiguille , et si au-
- dessus on place un courant m n, l’aiguille est poussée par le courut perpendiculairement à rnn ; il est au contraire attiré par le Magnétisme terrestre dans cette direction. L’aiguille prend donc MM direction telle que les forces À' D et A' G qui agissent SUr elle se fassent équilibre. La force A D provenant de Faction (*e la terre est proportionnelle à la quantité plus ou moins grande
- Magnétisme que possède l’aiguille. Quant à la force A'G, elle est aussi proportionnelle au magnétisme de l’aiguille ; mais elle dépend en outre de l’éloignement du conducteur et de la quantité électricité qui le traverse, c’est - à -dire de l’intensité du cou-rai*t. 11 est évident qu’elle doit être proportionnelle à cette intensité, Car si l’on plaçait sur B A un second conducteur pareil au premier M parcouru parun même courant, l’action serait double, en même (°nips que la quantité d’électricité traversant les deux conducteurs ‘'MMis. On nomme déviation l’angle A' o A que fait l’aiguille avec ha position normale. On voit que celte déviation est d’autant plus 8fande que la force A'G et plus grande, ou que l’intensité est ^Us considérable. 4
- Galvanomètres. — Si une aiguille a b est placée sur un pivct
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- au centre d’un cadre autour duquel on place un fil con"
- t
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- n
- ducteur mpq rn traversé par le courant, et si l’on examine l’aC' tion de chacun des côtés du cadre d’après la règle indiquée plus liaison voit que tous agissent de la môme manière : par exemple si11 est le pôle nord, et si le courant marche dans la direction mpq les quatre côtés mp, pq, qr et r n tendent à faire tourner l’a1' guille de façon à faire aller le côté o a en avant de la figure-
- L’action sur l’aiguille est donc plus grande que dans le cas où l’on avait un seul fil placé au-dessus ou au-dessous de i’a1' guille. Si le cadre est entouré de plusieurs conducteurs sembla' blés à mpqrn, parcourus par des courants égaux, ils agi3' sent tous de la même manière, et l’action est proportionnelle aa nombre de tours. On peut facilement démontrer par l’expériencc que l’intensité d’un courant est la même aux divers points d’u11 conducteur. En présentant au-dessus d’une aiguille aimanté et à la même distance diverses parties d’un fil traversé par u11 courant, on trouve, en effet, que la déviation est la même. On pe^ donc enrouler autour du cadre plusieurs fois le même conduC' tour, et l’action du courant sur l’aiguille est proportionnelle aU nombre de ces tours.
- L’instrument ainsi disposé se nomme multiplicateur ou gai va-
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- et se comPose d’un cadre autour duquel un fil est en-]•, un certain nombre de fois, et dont les deux extrémités sont
- uorgg c* p
- lon veut reconnaître 1 existence d'un courant dans un ^teur, il faut rompre le circuit et y intercaler le fil du di aQoniètre. La déviation indique le passage du courant et sa j^j 10n i elle peut même servir à comparer deux courants, en £uil?Uailt P^us inlense Par une Plus grande déviation de l’ai-
- ^ ilnaïitation de Vacier par les aimants. — Lorsqu’une aiguille el]eail^e est posée au centre d’un cadre parcouru par le courant, comme nous l’avons vu, à se placer normalement au l’aio ca(lre et dans une direction déterminée. Si donc on fixe i| ecg^e(!ans une position contraire à celle qu’elle tend à prendre, ej , evident que le courant doit produire une désaimantation, ûjj Jst’ en effet, ce que l’expérience constate. Si, au contraire, aCe Perpendiculairement au cadre une aiguille d’acier non ’ l’électricité agit sur le magnétisme et aimante l’ai-la iJ’1!6 ^aǰn qu’elle se trouve placée par rapport au cadre dans °u que le courant lui ferait prendre si elle était préala-aimantée.
- Positi
- 'leiïieiit
- ’lUg116 Seu^e circonférence de fil autour de l’aiguille ne produit dre ^eu d’effet; on l’augmente beaucoup en ayant plusieurs ca-^ ’ °U) en d’autres termes, en plaçant l’aiguille dans un tube qui Ur duquel le fil est enroulé. On a ainsi un véritable solénoïde Ceuj Co,^Kie nous l’avons vu, a deux pôles; l’aiguille placée au %ii a S a^tnante s et le sens de l’aimantation est le même que
- du solénoïde.
- &lle ,°rce de l’aimantation dépend de la force du courant, mais l’b^j.11 auSfnenle pas avec sa durée. Elle a lieu aussi lorsque staijpCe ^ constitue le solénoïde est traversé par l’électricité
- lllque
- provenant de la décharge d’une bouteille de Leyde.
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- Aimantation du fer doux. — Le fer doux s’aimante cou#1
- l’acier sous l’influence du courant: mais l’aimantation, au *)(
- . , ni'
- d être permanente, cesse avec le courant. Ainsi, imaginons cylindre de fer doux autour duquel est enroulé en spirale un ^ conducteur isolé avec de la soie ; si l’on fait passer un coui dans le fil, le fer doux s’aimante et reste aimanté tant que dür, le courant dans le fil. Quant au sens de l’aimantation, il dépe^ de la direction du courant dans Je fil, et il est toujours faC de s’en rendre compte, en observant que la position des pdl^ ^ l’aimant est celle que le courant tendrait à donner à un aifll . fixe placé à l’intérieur de la bobine. On a donc le pôle n°T droite, si l’on regarde l’axe du barreau de fer doux, en se posant placé dans le fil de façon à être traversé des pieds a t tête par le courant. Si le fil n’était pas (inroulé dans le
- sens, dans toute l’étendue du cylindre, on aurait, à chaque gement de direction du courant, un changement de sens l’aimantation, ou des points conséquents.
- cl#
- Un barreau de fer doux ainsi entouré d’un fil conducte#* nomme électro-aimant. On lui donne plus ordinairement laf°rtf d’un fer à cheval ; ceux qu’on emploie dans la plupart des
- plications de l’électricité se composent de deux cylindres r rallèles réunis par un troisième. On enroule le fil autour . deux barreaux parallèles ; il forme deux bobines distinctes, sont réunies par un fil conducteur. Ces deux bobines sont s
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- COURS THÉORIQUE. 09
- Venl formées d’un cylindre en cuivre autour duquel le fil est Croulé; l’extrémité du fil conducteur est soudée au cylindre de Cüivre, et le passage du courant, d’une bobine à l’autre, se fait le fer doux lui-même.
- développe dans le fer doux, avec des courants énergiques, force très-considérable ; ainsi, avec un courant intense, un ctro-aimant peut supporter jusqu’à 1,000 kilogrammes.
- a fait de nombreuses expériences pour reconnaître l’in-
- eu1Ce ^ ^ntens^^ du courant, du nombre de tours, de la forme déy6 ^ ^^mens^on des électro-aimants sur la force magnétique ^^loppée. Elles consistent à prendre une armature en fer mu-qü!^U11 cr°chet auquel on suspend des poids; on en ajoute jus-a ce que l’armature retombe, ce qui fait connaître le poids e Peut supporter l’électro-aimant.
- On
- « a ainsi trouvé que le poids supporté est proportionnel au qu, 6 ^intensité du courant. Si l’on fait attention maintenant un aimant agit par influence sur le fer doux de l’armature, 11 décc
- ^tii
- imposant son fluide neutre et en déterminant une airnan-
- ^Qie
- 011 de sens contraire, proportionnelle à celle qu’il possède lui-fiue l’attraction de deux aimants est proportionnelle au Ult ^es Quantités de magnétisme qu’ils possèdent, et que fer COn8<^Iuent l’attraction entre un aimant et un barreau de sède^°*UX‘ est ProPorti°nnelle au carré du magnétisme que pos-(j^e ^ aimant, on en conclura facilement que le magnétisme fiel e dans un électro-aimant est directement proportion-u 1 intensité du courant.
- l’influence du nombre de tours, on a trouvé que le développé lui est proportionnel, l’intensité étant DIleueurs constante. 11 faut toutefois que les tours ne passent pas H\y Certaille limite d’éloignement. Cette limite est de 12 à 15 Mètres environ. Tous les tours compris dans cette limite ont
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- donc sensiblement la même action, bien qu’ils soient à des tances différentes. Gela tient à ce que les tours plus éloigné’ ayant une action directe moins énergique, ont plus d’étendu0-A partir de cette limite d’éloignement, rinfluence du courant sl,r le fer doux diminue très-rapidement. Ou doit donc éviter dela dépasser, car on augmenterait sans avantage la longueur ^ circuit. Le fil doit donc être distribué dans toute cette étendu0,
- 1 n
- On peut faire varier l’épaisseur du fil, de façon à changer nombre de tours, mais si d’un côté, eu augmentant le nombr0;
- on augmente l’action du courant sur le fer doux, d’un autre
- côte
- on diminue l’intensité du courant. 11 existe une disposition P°llf laquelle le magnétisme développé est le plus grand possible :0,1 ne peut la déterminer que lorsqu’on connnait l’intluence ^ peut exercer sur l’intensité du courant le nombre des touir' Nous y reviendrons plus tard.
- , b
- La forme des électro-aimants a une certaine influence sut magnétisme développé ; ainsi un cylindre creux en fer dollN d’une très-faible épaisseur, entouré d’un fil conducteur, de ^ même manière qu’un cylindre plein d’égale dimension, 9., soutenir un poids moins considérable qu’un cylindre plein ; nl3ls si l’épaisseur atteint une certaine limite, un tiers du rayon efl viron, la force magnétique développée est la môme dans ^ deux cylindres.
- On a fait sur les électro-aimants une foule d’expérien^’' pour déterminer les lois qui les régissent, mais on a souv0Ïlt trouvé des résultats qui paraissent contradictoires, parce <llie beaucoup de causes font varier le magnétisme développé. L’ulie des plus importantes est la nature du fer, son état de pureté 0 même la manière dont il est préparé. Ainsi il peut arriver deux électro-aimants qui paraissent entièrement identiques Ilf supportent pas le même poids.
- Lorsqu’un électro-aimant soutient une armature, si le couraIlt
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- estmt-
- Ufie force tistij
- crrompu, l’armature reste ordinaircmentattirée, et même avec
- considérable. Quand on opère la séparation, le magné-,stlîe disparaît, ou du moins ce qui subsiste tient à ce que le fer est jamais entièrement dépourvu de force coercitive. Le ma-j^tisme qui reste dans l’électro-aimant, avant la séparation de ^mature, se nomme magnétisme rémanent. Il est d’autant Us considérable que l’aimantation a été plus forte. Dans les ap-p Catlons de l’électricité, il est ordinairement nécessaire que ^mature se détache dès que le courant cesse de passer, et le <lé|bn^Sme rdmanent est a*ors un obstacle sérieux. On peut le ^ cuire dans quelques cas particuliers en envoyant, au moment
- 11 Ie courant cesse de passer, un courant très-faible en sens c°ntraire.
- . bour ramener l’armature à sa position, lorsque le courant est Corrompu, on emploie ordinairement un ressort qu’on nomme res§ort antagoniste ou ressort de rappel.
- l^Oi] dispose en télégraphie les électro-aimants, comme l’indique dgure ci-contre. Le barreau de fer doux est entouré de fil
- CPci
- 'lue
- °Uyert de soie, e d est l’armature disposée en forme de pla-
- de palette mobile autour de deux vis rf, qui la soutien-1 d J est une tige qui tient à la palette; elle se meut entre
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- 102 COURS THÉORIQUE.
- deux vis m et n qui limitent sa course. Enfin e f est le ressort de rappel, qui est ordinairement un petit ressort-boudin qu’on ten à volonté, cette tension doit varier avec l’intensité du courant puisque le ressort a surtout pour but de vaincre le magnétisé16 rémanent qui varie avec l’aimantation développée dans le ^ doux.
- En envoyant une série de courants discontinus, ou peut
- mouvoir la palette avec une grande rapidité. Le nombre de 'r
- brations de l’armature qu’on peut obtenir est très-considérable
- le fer doux pouvant s’aimanter et se désaimanter plusieurs mil
- liers de fois par seconde. On peut s’en assurer en prenant
- électro-aimant dont l’armature est traversée par le courant <lt,)
- aimante l’électro-aimant. Le circuit est fermé quand l’armatib’1
- tirée par le ressort de rappel vient toucher la vis qui limite
- . |
- course. Dès que l’armature est attirée le circuit se rompt; 11 * produit ainsi une série d’oscillations dont on peut connaît exactement le nombre par le son qui se produit.
- GALVANOMÈTRES ET ROLSSOLES.
- Moyens divers de reconnaître le passage du courant. — db‘l cune des propriétés du courant peut servir à reconnaître é01^ passage. Ainsi l’étincelle produite quand on réunit deux bon*3 de fil, réchauffement d’un fil fin, sont un indice de la tram' mission de l’électricité ; mais ces propriétés se constatent di$cl leinent, et exigent un courant assez intense pour se manifes^' elles ne peuvent, d’ailleurs, donner qu’une idée très-imparfa'10 de l’intensité du courant.
- La'décomposition des corps composés peut être employée ayC(j avantage. L’instrument dont on se sert dans ce cas se nom*111’
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- COURS THÉORIQUE. 103
- 'diamètre. On fait plonger les deux, extrémités du conducteur, ^'dessous de deux petites cloches, dans un vase contenant de jSau-, g’il se dégage des bulles de gaz, on peut être assuré que courant passe, et le volume du gaz produit dans l’unité de est exactement proportionnel à la quantité d’électricité 1 traverse le liquide ou à l’intensité du courant. Le vol-j|. 'dre peut donc servir à mesurer avec une grande précision dtcnsité d’un courant, en adoptant pour unité le courant qui, oant l'unité de temps, produit le volume de gaz qu’on prend r unité. Au lieu d’employer l’eau comme corps composé, on l> ci'e quelquefois les sels métalliques, le sulfate de cuivre par ^0rOple. Le cuivre se dépose sur l’électrode positif, et le poids ^t s accroît cet électrode est proportionnel à l’intensité du cou-
- ^ action des courants sur les courants est peu utilisée, parce eHe nécessite un appareil particulier assez compliqué qui ‘Uetle d’avoir un courant mobile; mais si un pareil courant lt obtenu, il suffirait de lui présenter un conducteur pour re-rÇcIlaîtro 8 ^ cst parcouru ou non par l’électricité, ce qu’on 0r)naitrait au mouvement du premier courant.
- c J a'ln>antalion de l’acier par l’électricité est utile lorsqu’on veut ^parerdes courants d’une faible durée ou instantanés, comme ^üx qui sont produits par la décharge d’une batterie électrique tfU (^une bouteille de Levde. Une aiguille d’acier placée au cen-ce dune hélice que parcourt le fluide, s’aimante; si donc on ^pare deux ainuilles aimantées par des courants différents, ^ Mesurant leur action sur une troisième aiguille aimantée
- Urie façon permanente, pn a le rapport des intensités des deux
- °Urams.
- fcc doux s’aimante aussi, et le poids supporté est propor-
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- tionnel au carré de l’intensité du courant. On peut donc encofe profiter de cette propriété pour reconnaître le passage du coura® et apprécier son intensité. Il suffit vd’avoir une armature muDie d’un crochet : l’armature est soutenue par l’électro-aimant, $ ajoute des poids jusqu’à ce qu’elle se détache. On peut aussi efl1 ployer un ressort fixé à l’armature. On tend le ressort jusqu à ^ que l’armature cède à son action. Une aiguille fixée au ressor fait connaître la tension, et par suite la force attractive dévelop pée par le courant.
- Galvanomètres. — Enfin, l’appareil le plus simple pour ctjjj dier les courants est le galvanomètre. Nous avons déjà vu <lu est fondé sur l’action qu’exerce le courant sur l’aiguille ain°al1 tée, et se compose d’une aiguille mobile au centre d’un autour duquel est enroulé un fil conducteur que traverse le c0l| rant. Le sens de la déviation indique la direction du coura®
- Quant à l’intensité, elle n’est pas proportionnelle à la déviât^1’ puisque le plus grand angle que peut faire l’aiguille avec-, direction normale, est de 90*; mais elle augmente avec efle’ ainsi, quand on fait traverser successivement par deux courafl3 le fil d’un galvanomètre, celui qui donne la plus grande dé'ia tion est le plus intense.
- Pour se servir d’un galvanomètre, il faut commencer par ^ rienter. L’aiguille se plaçant d’elle môme dans la directio" méridien magnétique, on tourne le cadre de façon qu’il se ti’0ü' juste au-dessus de l’aiguille, car c’est dans cette position sa plus grande action. Deux bornes placées au bord de l’api)afe reçoivent les deux extrémités du fil que parcourt le cour»11,' L’aiguille intérieure étant cachée par le cadre, on fixe ordi^ rement au même axe, soit perpendiculairement, soit dan»
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- COURS THÉORIQUE.
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- ^me direction, et alors au-dessus du cadre, une aiguille de CulVre qui se meut au-dessus d’un arc gradué ; c’est cette seconde dl8uille qui indique les déviations.
- ^aiguille est généralement placée sur un pivot; cependant, ^°Ur les expériences délicates, on la suspend à un fil de cocon, l)0ér éviter les frottements qu’elle éprouve toujours en tournant SUr le pivot.
- fnfluence du nombre de tours. — La plus grande déviation 0n puisse avoir avec un galvanomètre est 90°, puisque le Jfant, quelque intense qu’il soit, ne peut que pousser l’ai-1 e perpendiculairement au cadre. Si donc on fait varier ^densité du courant, ,1a déviation augmente et se rapproche de ’ 9'Ji est sa limite. Il s’ensuit donc que l’on peut comparer
- OC
- j»1 ,lci|ement deux courants qui sont assez intenses pour amener . Quille près de 90°. D’un autre côté, si le courant est peu nse) il peut se faire que la déviation soit trop peu sensible r*re observée. C’est en faisant varier le nombre des tours 0n peut approprier le galvanomètre aux divers besoins ; et
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- 106 COURS THÉORIQUE.
- l’on doit faire en sorte que la déviation se tienne dans les liiBile5 de 5 à 50 degrés.
- L’action du courant sur l’aiguille est proportionnelle au n°nl bre de tours; par conséquent, êi l’on veut observer des courait très-intenses, il faudra en diminuer le nombre , le réduit à un ou deux, par exemple; pour des courants peu intenses, faudra, au contraire, l’augmenter; ainsi, on a des galvanonièb63 qui ont 5 et 600 tours, et qui permettent d’observer des coura'1^ qui, avec 12 ou 15 tours de fil autour de l’aiguille, ne donnC raient aucune déviation. Il y a pourtant dans ce dernier cas ll°e
- limite ; car, à mesure qu’on augmente le nombre des tours, augmente la résistance générale du circuit, et, par suite, on û minue l’intensité du courant. Il y a une disposition du fil donne le maximun d’effet; on la détermine de la même mani^6 que pour les électro-aimants.
- Galvanomètres asiatiques. — On peut encore augmenter l'j sensibilité des galvanomètres en annulant l’action de la terre, l’on y parvient facilement en suspendant au même fil deux aigniHcs également aimantées , mais placées en sens contraire. b’lltl® des aiguilles n s se trouve à l’intérieur du cadre, et l’anllt n' s' au-dessus. La terre n’agit pas sur ce système, et l’nc11
- A
- C
- du courant se compose de celle du cadre sur l’aiguille n s, à
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- COORS THÉORIQUE.
- 107
- ^Ue le s’ajoute évidemment celle de la partie A B, sur l’aiguille D 5 ‘ Quant au côté G D, son action sur n' s' est contraire à la Cedente, mais elle est très-faible à cause de la distance.
- ^a^Vanomèlre différentiel. — Quand on veut comparer deux g^^nts, pour reconnaître le plus intense, on peut se servir d’un jjj an°uiètre ordinaire, puisque la plus grande intensité est in-cour^G ^ar Une ^US Sran,*e déviation. Pourtant, quand les deux auts ont à peu près la même intensité, ce procédé est peu tiel m°^e’ et l’on emploie de préférence le galvanomètre différen-^ ‘ 11 se compose d’un cadre autour duquel sont enroulés deux Pre eXaclenienl pareils. On place l’un d’eux dans le circuit du c Qller courant, et l’autre dans celui du second, mais de façon à I0g(^Ue les courants tournent en sens contraire sur le cadre. Si GUX C0urants ontla môme intensité, l’aiguille reste en repos; faj s* s’ils sont inégaux, l’aiguille dévie, et le sens de la déviation connaître le plus intense des deux courants.
- ,^aduation des galvanomètres. — Les galvanomètres ordi-.es ne peuvent qu’indiquer le plus fort de deux courants, ne donnent pas le rapport qui existe entre leurs intensités ;
- '•air,
- ils
- a un premier courant donnant uue déviation de 40 degrés et , autre de 80, on ne connaît pas le rapport qui existe entre ces
- Ux courants.
- ])„,
- Ur se servir d’un galvanomètre, quand on veut mesurer •'orri ment raPPort (les intensités de divers courants, il faut Hir Illencer par le graduer. Voici un moyen assez simple d’obte-|e f Ce*te graduation. On enlève le fil qui entoure le cadre, et on •oit1 Coininuniquer avec les deux pôles d’une pile, de façon qu’il pr, ^iùrement parcouru par le courant. Le cadre étant orienté faÇon ement’ 011 enroule sur iui une Partie cle ce ül » mais de rçj 1 fin’il fasse un seul tour, et on marque 1 au point où s’ar-i aiguille. On enroule ensuite un second tour, l’aiguille
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- 108 COURS THÉORIQUE.
- avance, et l’on marque 2 au point où elle s’arrête. On enroule lin troisième tour, un quatrième tour, etc., et on marque 3, 4, etc‘’ à chaque déviation obtenue. Le courant étant le même dans ce* diverses opérations, puisqu’on n’a changé ni la pile ni le c011, ducteur, dont on a seulement modifié la disposition, la forcer fait dévier l’aiguille est bien 1,2, 3, 4, etc., suivant le non) 1 de tours. Si donc, une fois ces nombres marqués sur le cadn1 ’ on fait passer dans le galvanomètre divers courants , et s’ils ^ dévier l’aiguille et la font aller en face des nombres maùluL’ 3 et 5 par exemple, on sera certain que, l’intensité du pretf^ courant étant représenté par 3, celle du second doit l’être paf Leur rapport est 3 : 5. Si l’aiguille s’arrête entre deux divisi0^’ par exemple au milieu des nombres 3 et 4, et au tiers entre 5 et ’ on peut prendre pour les nombres qui représentent les cour311'
- 11 : 3 —J—et 5 -f- ~r, et leur rapport des intensités est 3 -f* o
- ^ O
- 1 'ii"
- 5-j- —. Ce dernier rapport n’est pas parfaitement exact, i111
- O
- l’on peut s’en contenter si les chiffres 1,2,3, marqués sa) cadran sont assez rapprochés; ce qui peut toujours avoir hel1’ le premier courant pris pour unité est assez faible.
- On peut encore graduer un galvanomètre au moyen d’un tamètre. On met le voltamètre en même temps que le galvai10 mètre à graduer dans le circuit, et l’on fait varier le c°l1 rant en changeant le nombre des éléments de la pile ou en mct tant dans Je circuit des conducteurs dont on fait varier la l0'1 gueur. Un premier courant pris pour unité produisant un ceO11111 volume de gaz dans l’uni té de temps, si d’autres courant» Cl1 produisent des volumes doubles, triples, etc., on mettra le 1111 méro 1 au point où l’aiguille du galvanomètre s’arrête la P*Ê miére fois, 2, 3, etc , aux points où les courants suivants la *01 s’arrêter.
- Ainsi donc un galvanomètre gradué porte deux séries de llU
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- COURS TfïÉORtQÜR. 109
- ^ros, ]eg numéros des degrés qui sont également espacés, et tlt de 0 à 90, et les numéros des intensités de courant, qui vent augmenter indéfiniment. On peut prendre pour unité de faut ceiu| qui fait dévier de l degré l’aiguille du galvano-s. .le> et alors le numéro 1 appartient en même temps aux deux ,les de numéros. On trouve que jusqu’à 10 degrés les numéros r ^présentent l’intensité correspondent à très-peu près aux les ‘ r°S ^GS ^e®rds* Ou peut donc dire que jusqu'à 10 degrés d densités sont proportionnelles aux degrés. Le courant qui ^0tlne S degrés, par exemple, est double de celui qui en produit tir (jUadruple de celui qui en produit 2, et ainsi de suite. A par-0 10 degrés, et à mesure qu’on avance, les chiffres qui cor-d l)0ndent aux intensités du courant vont beaucoup plus rapi-eîîîent que ies degrés.
- !).^nsb par exemple, 20 degrés correspondront à une intensité de gré °U ^ P^us ?rande que celle du courant qui produit 1 de-
- K correspondront à une intensité représentée par 70.
- *° — — 100.
- J,1hn 90 à une intensité infiniment grande.
- j. lieu d’avoir les numéros des intensités marqués sur le )e gradué, on peut conserver les degrés ordinaires marqués I àvoir un tableau qui, pour chaque degré, donne l’intensité qui 1 Correspond.
- ^ tous
- les galvanomètres étaient exactement semblables, le
- Pas
- r°rmes §ui]]e
- tableau pourrait servir dans tous les cas, mais il n’en est
- ai°si : les cadres n’ont ni les mômes dimensions ni les mômes
- i leurs côtés sont à des éloignements différents de l'ailé ’ ^ors ^ ^aut Pour cha(lue galvanomètre une gradua-0|J sPyciale. On peut l’obtenir comme nous l’avons dit plus haut, encore plus facilement avec un galvanomètre préalablement
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- 110 COURS THÉORIQUE.
- gradué. On met les deux galvanomètres dans le môme circuit) ^ fait varier l’intensité du courant, et l’on marque sur le celui qui doit être gradué les numéros auxquels s’arrête l’aigul1 de l’autre.
- Graduation par le calcul.— On pourrait encore avoir üdC graduation du galvanomètre par le calcul. On peut en effet <* terminer l’action du cadre sur l’aiguille quand elle se trouve une position donnée, et lorsque le courant a une intensité ^ qu’on prend pour unité. Supposons que V soit cette acti011, Si le courant est l’action est Vf.
- Ainsi À B étant le cadre orienté , et o N l’aiguille, au moB1^ où elle s’arrête, elle est poussée dans la direction N H perpeB^ culaire au cadre par une force égale à Y i, et elle est atti1 par l’action de la terre dans la direction H R par une f°r constante que nous nommerons T.
- D’après les principes de statique connus, pour que ces force’ se fassent équilibre, il faut que les composantes N S et N K ^ deux forces N R ou NH soient égales.
- N S r=: N R cos R N S = T sin S N K = N R sin H N K = V i cos s en nommant 3 l’angle de la déviation N o B. .
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- N faut donc qu’on ait :
- COURS THÉORIQCÉ.
- tu
- ^ar conséquent :
- T sin 8 — Y i cos 8.
- i = — Uj. 8.
- . Ainsi donc l’aiguille s’arrêtant dans une position déterminée,
- leu
- 011 a déterminé l’action du cadre sur elle, ou Y, on a la va-
- *eur de l’intensité qui produit cette déviation 8. Les calculs pour la détermination de cette valeur Y *aut chercher l’ac Pfae de l’aiguille.
- ' ~ **'-iUULlUIl UU TUltUi. T sont très-compliqués, car il
- ut chercher l’action de chacune des parties du courant sur le
- Quille
- 'dénie
- ty. 8
- aquation précédente montre en outre que la déviation de l’ai*
- d’un galvanomètre, pour une intensité de courant, est la quel que soit le magnétisme qu’elle possède ; en effet, on a
- T
- = jTj-, T étant la force directrice de la terre (N R) et V i la
- fori
- '°nnelles au magnétisme que possède l’aiguille ; si donc son ma* hsme diminue de moitié, l’action de la terre T est réduite de , ltle, ainsi que la force K I, la valeur du quotient ne change c ncPas, et l’angle 5 reste le même. 11 était important de faire te observation, qui montre que les indications données par un Vanomètre à des époques différentes restent comparables, bien
- Ce répulsive du courant (N H) ; or ces deux forces sont propor-
- aiguille ait pu perdre une partie de son magnétisme.
- Y
- ^jra graduation des galvanomètres est donc une opération assez lcate. On est parvenu à la rendre inutile par une disposition Meulière du cadre.
- boussole de tangente. — Nous venons de voir que pour un
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- 412 COURS THÉORIQUE,
- galvanomètre, quand un courant passe autour du cadre et pr°' duit une déviation de l’aiguille ô, on a la relation :
- 1 = tangS.
- I étant l’intensité du courant, T l’action de la terre et V l’aC' tion du cadre, quand le courant a une intensité fixe qu’on preD pour unité.
- La valeur de V est différente pour chaque position de l’aiguiUe’ parce que le pôle sur lequel agit le courant se trouve à distances différentes du conducteur; mais si le cadre a de tr^' grandes dimensions, et si l’aiguille est au contraire très-petite distance du pôle aux divers points du cadre est la même daflS toutes les positions de l’aiguille, et par conséquent Y reste coflS'
- tant. Comme T ne varie pas, on peut regarder — commecofl3'
- tant, et on conclut de la formule précédente que l’intensité d11 courant est proportionnelle à la tangente de l’angle de dévia' tion. La boussole de tangente se compose donc d’un grand cadfC circulaire au centre duquel est suspendue une petite aigu^c aimantée.
- • de
- Boussole de sinus. — La boussole de sinus permet aussi u comparer les courants sans graduation préalable. Le cadre e& mobile; lorsque l’aiguille est orientée ainsique le cadre, si 011 fait passer le courant, l’aiguille dévie. On tourne alors le ca<fre en l’avançant sur l’aiguille, dont la déviation augmente naturellement ; on tourne encore le cadre, et en continuant à le déplacef ainsi dans le même sens, il arrive un moment où l’aiguille s'arrête dans son plan. On a alors la déviation, qui est la pour le cadre et pour l’aiguille. Avec cette boussole, l’inteflS1^ du courant est proportionnelle au sinus de l’angle de déviati°ll‘
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- fiOUlU THÉORIQLt.
- 113
- J1 effet, soit A B la première position du cadre, A' B' celle qu’il ^upe quand on l’a fait mouvoir en suivant l’aiguille jusqu’à ce for6 6 R°^ ^anS même P^ani l’aiguille est sollicitée par deux Ces : la première N R ou T provenant de l’action de la terre, p l‘ar conséquent parallèle à A B ; la seconde N H, provenant du railt, et perpendiculaire au cadre A'B'. Cette seconde force s 1 Proportionnelle à l’intensité du courant, et peut être repré-tée par y i pour qUqj y équilibre, il faut que la compo-
- N S de la force N R soit égale à la force N H, si l’on nom-e 8 la déviation NB,
- NS = NR sin 5 = T sin ô. 11 a donc l’équation
- VI = T sin 5
- ou I
- sin S.
- 0st ,r ^ est l’action du cadre quand l’intensité est égale à 1 ; elle j0 a méme pour toutes les déviations puisque le cadre est tou-s dans la même position par rapport à l’aiguille; on peut
- i0nc regarder
- ^ 1859.
- comme constant. On en
- conclut que l’intensité I
- 8
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- 114 COURS THÉORIQUE.
- est proportionnelle au sinus de l’angle de déviation. Ainsi, l’aDe
- de 90° a pour sinus 1, et l’angle de 60° . Le courant Q11
- produit une déviation de 90° est donc double de celui qui pour déviation 60°.
- ë
- d oütf
- La déviation de l’aiguille pour les galvanomètres ordinaireS^t toujours inférieure à 90° ; elle peut s’en approcher indéfini111 quand l’intensité augmente, mais elle n’atteint jamais cette h111 Il n’en est pas de môme pour les boussoles de sinus ; on a>
- . Si cette valeur est plus grande que l’ull*!
- il n’existe pas de position du cadre pour laquelle l'équilib^ l’aiguille puisse avoir lieu. En faisant mouvoir dans ce cas leca ^ jusqu’à 90°, l’aiguille continue à tourner. On dit que la boüs“ renverse; pour s’en servir, il faut diminuer le nombre des toljrï
- effet, sin. 8
- Galvanomètres employés en télégraphie. — On se sert les bureaux télégraphiques français de boussoles de sinus P° mesurer les courants et faire les expériences, relatives aux gements. Les boussoles qu’on emploie ont 12 tours de ,j, courant nécessaire pour faire marcher les appareils donne e ^ ron 6 degrés à cette boussole. On peut jusqu’à 20e regardé sinus comme proportionnels aux arcs, et dans cette limite r dre les degrés ordinaires pour représenter les intensités.
- tr^
- Dans les postes, on emploie en outre d’autres galvanoà1^ ^ très-simples qui ont pour but unique de faire connaître q113-11^ courant passe. On rend l’orientation inutile en plaçant au-deS^ de l’aiguille un aimant fixe qui la ramène toujours dans la 01
- mf
- direction. Ce genre de galvanomètre ne pourrait servir à c° rer l’intensité de deux courants, surtout à des époques diffé1^ car le magnétisme de l’aimant fixe peut changer, ce qui ^ rier les résultats.
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- Coups théorique.
- 115
- a on se sert quelquefois d’une boussole verticale. L’ai-est ramenée dans la position verticale par un petit ^üsi elle est au centre du cadre, et mobile autour d’un axe Montai. Une seconde aiguille fixée au même axe se meut de-un cadran. Cette boussole, qui, comme la précédente, n’a f besoin d’être orientée, est d’un emploi commode lorsqu’on 1 1 emporter pour faire des expériences sur les lignes.
- hypothèse d’ampère sur l’électro-maginétisme.
- Sous
- logie
- avons déjà parlé de cette hypothèse à propos de l’ana-fiui existe entre les aimants et les solénoïdes. Il nous reste
- dl°uter quelques mots sur cette théorie, l’une des plus remar-
- luabl
- es de la physique.
- borsqu’un courant circule autour d’un électro-aimant, il
- .ItYvr. 7
- ailte le fer doux, mais il ne développe pas des courants cir-
- îltH
- ^lres autour de chaque molécule ; il faut admettre que ces cou-ît ls Préexistent dans le fer, qu’ils ont des directions quelconques, leJUuH courant circulant autour les fait tourner de façon à %if ^0nüer *a même direction, en vertu de la propriété de deux Jlams de se placer parallèlement.
- QSl> autour de chaque molécule de fer doux il circule un di dont le sens est variable d’une molécule à l’autre. Cette pjg lfé dans le sens des courants fait que le fer doux ne jouit o„ . es Propriétés magnétiques, l’effet de ces courants s’annulant a Peu près.
- •tilhi ^ar une cause quelconque, on rend tous ces courants pa-^ .®s 0n a un aimant, et l’un des moyens qu’on peut employer lste, comme nous l’avons vu, à placer le fer doux au centre
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- 116
- COURS THÉORIQUE.
- d'une bobine autour de laquelle on fait circuler un couraid laïque.
- yOl'
- Les difficultés qu’éprouvent ces petits courants à se et à devenir parallèles, ou la force qui s’oppose à leur &° ment, se nomme force coercitive; elle est nulle dans le ^er. afj}. et assez forte dans l'acier trempé. Ainsi, pour un électro-a1^ i dès qu’on cesse de faire passer un courant dans la bobine qul ^ toure, tous les petits courants moléculaires reviennent à ^ ) position naturelle; ils cessent d’être parallèles, et l’aiiuaDt3 ^ disparaît. Au contraire, pour l’acier, la force coërcitive s’oP" au mouvement des petits courants, et l’aimantation subsista
- p r
- La terre doit, dans cette théorie, être considérée y courue par des courants qui circulent à sa surface, et mar ^ dans notre hémisphère de l’est à l’ouest. Ils agissent sui J guille aimantée et la placent perpendiculairement à leur tion, c’est-à- dire du nord au sud.
- Quant à la cause première de ces courants, elle est inc01111
- peut-être tiennent-ils au mouvement de la terre dans l’e^ mais pour les expliquer, il faudrait, sans doute, changer 1 • thèse première des deux fluides électriques.
- 1/
- APPLICATIONS DE L’ÉLECTRO-MAGNÉTISME.
- La plupart des propriétés électriques donnent lieu à des j,-cations utiles ; ainsi les propriétés lumineuses et calorifi^1y courants électriques ont donné naissance à l’éclairage y l’électro-chimie a conduit aux nrorédés de dorure et d’ar#Ê,:.;
- l’électro-chimie a conduit aux procédés de dorure et par la pile, ou en d’autres termes à la galvanoplastie. Les
- tions de l’électro-magnétisme
- apP
- rt/
- ne sont pas moins
- Nous citerons la télégraphie et les machines électro-magIie
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-
- COURS THÉORIQUE.
- 117
- Pui ^ectr°-chimie aurait pu servir de base à la télégraphie, . la décomposition de l’eau ou d’un sel par le courant élec-^ "Ue permet de reconnaître le passage d’un courant envoyé dation plus ou moins éloignée; mais la propriété du cou-^ ^aimanter le fer doux a permis d’obtenir des appareils aucoup pius faciies à employer. On peut varier à l’infini le Jen d’utiliser le mouvement d’une armature mobile: aussi une foule de systèmes télégraphiques différents.
- 5oSue système comprend deux appareils distincts : l’un d’eux, ^ ^ manipulateur, sert à envoyer le courant au poste Iç esP°ndant, et l’autre, nommé récepteur, sert à reconnaître ijj^assage du courant quand on reçoit. Pour faire des signaux ep Je.ms> on peut envoyer des courants successifs d’égale durée, ÇOü/^ant varier leur espacement. Ainsi, en représentant ces
- aihs par des points, on peut avoir les lettres formées cha-
- Pm* une série de deux points de la manière suivante
- etc.
- ptlJ a<îUe lettre serait séparée d’une autre, dans une dépêche, par fL esPace plus considérable que celui qui sépare deux points ou * sél>ies dans la même lettre.
- Ijq^1 kût ordinairement varier la durée des courants, et en se à deux émissions de courants différents, l’une trésor e ^présentant un point, et l’autre plus longue représentant ra^»- on a l’alphabet Morse :
- etc.
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- COURS. THEORIQUE.
- Le manipulateur peut donc se composer uniquement d’un e vier. en communication avec la ligne et qu’on abaisse autant de ^ qu’on veut pour le mettre en communication avec la püe P° envoyer le courant. Quant au récepteur, il se composera simP ment d’un électro-aimant faisant mouvoir une armature, dont 1 tige munie d’un crayon, d’une plume ou d’une pointe sècj^ viendra marquer sur un papier se déroulant d’un mouvein uniforme. ,
- On peut aussi utiliser le sens du courant en le changeant^ volonté au moyen d’un manipulateur spécial. Dans ce cas, Ie { cepteur doit contenir un aimant qui est attiré ou repoussé suiva que le courant passe dans un sens ou dans l’autre ; dans ce c ; un simple galvanomètre peut suffire. En combinant le nombre déviations de l’aiguille et leur sens, on obiient un vocabulflir aussi complet qu’on peut le désirer.
- 11 y a un autre genre de signaux qui paraît au premier
- abor*
- plus difficile à obtenir, mais qui souvent est préférable, en ce
- les lettres se transmettent directement. L’armature de l'élec^
- aimant mise en mouvement à chaque émission de courant
- f#
- elle
- tourner une roue d’un angle déterminé. Quant à l’émission, se fait au moyen d’une roue semblable à la première qu’on tourner à la main ; cette roue fait osciller une tige qui vient e blir la communication de la ligne avec la pile ; on envoie d le courant un nombre de fois déterminé par l’angle dont on tourner la roue. Les lettres de l’alphabet ou des signes conv ^ tionnels sont marqués sur les deux roues, et les mômes ng se retrouvent toujours placées de la même manière, et en c venant d’un point de repère fixe, on transmet un quelc0l](i d’entre eux.
- Machines électro-magnétiques. — Le mouvement d’une ture produite par l’aimantation et la désaimantation du fer
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- COURS THÉORIQUE. 119
- j^utêtre utilisé pour mettre en mouvement une roue, un volant, ' ^ëcanisme quelconque, eu un mot pour produire une force I lCe 5 l’électricité joue donc ici le rôle de la chaleur déve-Ppée par ja combustion dans les machines à vapeur, et le yen (je l’employer, ou en d’autres termes la forme des ma-lQes peut varier à l’infini.
- La
- H Machine la plus simple à imaginer consiste en une ar-I’uq r? m°^^e entre deux électro-aimants. Le courant parcourant fess ^ 6UX att*re ^’arnaature; on l’interrompt alors pour le faire er sur l’autre ; l’armature revient donc, et on a un mouve-Dj c°ntinu de va-et-vient analogue à.celui du piston d’une r. JQe à vapeur : on peut l’employer à faire tourner une roue, à la fermeture du courant par l’un, ou l’autre des électro-‘Ults, elle peut très-facilement s’opérer par l’armature elle-vj^’ fini en venant appuyer contre un des électro-aimants, loucher un buttoir, et ferme le circpit par l’autre.
- ^ttl;
- ]0 a essayé de bien des manières d’augmenter la force dévêtit *esmack*nes électro-magnétiques; mais, quelque par-pç que s°il le système adopté, il y a un maximum qu’on ne
- ^passer, et ce maximum est assez faible eu égard à la dé-
- fiu’occasiorment les piles.
- Gel
- a lient à ce que la force magnétique développée dans les
- ’ ^tm
- of airïlanls n’agit qu’à une très-faible distance ; et bien que la ®0lt considérable au contact, puisqu’on peut faire supporter
- J ' *
- !)j0 ue nulle kilogrammes à un électro-aimant de dimension <vJ. nile) dès que l’armature est un peu éloignée, la force dé-
- U ^ --- j____________1.:--
- Nt
- considérablement. On a construit des machines électro-ma-
- é]ec^Ues de la force d’un cheval et même plus, en multipliant les Vt °'airrianls et ies armatures; mais comme nous l'avons dit plus aye ’u9 ^Pense est assez considérable, et n’est pas en rapport effet obtenu.
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- 1*0
- CO*** THÉORIQUE.
- LOIS DE L'INTENSITÉ DES COURANTS.
- Les propriétés des courants se manifestent avec une energ1^ variable suivant leur force; il est donc nécessaire de connabre relation qui existe entre l’intensité d’un courant et la compos1 du circuit qu’il traverse.
- Le courant est produit par le mouvement des fluides élech1 ques dans un conducteur, et ces fluides sont développés par I’aC chimique au contact du zinc et de l’acide sulfurique. Le niou^ ment doit donc avoir lieu dans l’acide et dans le zinc comme 1 lieu dans un conducteur extérieur, ou, en d’autres termes» pile doit être parcourue par le même courant que le conduc interpolaire. L’acide se charge, comme nous avons vu, dé _ tricité positive, tandis que le zinc se charge d’électricité Qe» tive ; le fluide positif marche donc dans la pile du zinc au cUl^ en traversant l’acide. Ainsi, en résumé, il y a dans la pde courant qui va du pôle négatif au pôle positif; ce courant tinue son trajet dans le conducteur extérieur du pôle posn1 pôle négatif. On peut facilement constater ce fait en préseu1 une aiguille aimantée au-dessus de la pile.
- L’intensité d’un courant n’est autre que la quantité d cité qui traverse une section d’un conducteur dans l’unité temps. Lorsqu’on établit la communication d’un pôle d’une a l’autre au moyen d’un fil métallique, le fluide électriqüe^ répand dans le fil, suivant une loi difficile à établir; malS bout d’un temps très-court, il s’établit un mouvement régu d’électricité d’un pôle de la pile à l’autre, qui constitue ^ courant, et reste le même tant qu’on ne change pas la P11 e le conducteur. Pour que cet état puisse persister, il faut ^ chaque section soit traversée dans le même temps par la 01
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- COURS THÉORIQUE. 131
- Entité d’électricité, de même que, dans un cours d’eau, la jl^otité d’eau qui passe par une section dans un temps donné est ùtême partout, bien que certaines parties puissent avoir des argeurs différentes. S’il n’en était pas ainsi, l’électricité s’acculerait dans certaines parties, et on n’aurait pas de courant ou ^ écoulement continu. La conséquence de celte observation est que densité d’un courant doit être la même à tous les points du Jjlrcuit, quelle que soit sa composition. On peut facilement le Montrer par l’expérience ; si, en effet, on présente diverses Orties d’un circuit à l’aiguille aimantée, ou si on place un galva-*?°niètre en des points différents, on observe partout la même dation. On peut encore s’en assurer en pliant le fil conduc-Ur de façon à avoir deux parties du circuit voisines et traverses par le courant en sens contraire; on reconnaît que l’en-Seoü)le n’a pas d’influence sur l’aiguille, d’où on peut conclure fiüe les deux actions sont égales. On peut démontrer de la même ^nière que le courant qui traverse la pile a la même inten-sdé que le courant extérieur.
- La propagation de l’électricité dans un circuit tient à la répul-8l°n que les molécules électriques exercent les unes sur les autres; l’intensité doit donc dépendre de la force avec laquelle ^xerce celte répulsion ou de la tension électrique développée ans la pile. En outre, les corps que traverse le courant oppo-jteni ÿ ce mouVement électrique une certaine résistance qui doit aire varier aussi cette intensité. 11 y a donc, pour déterminer es lois de l’intensité des courants, à tenir compte : 1° de la f(3rriPosition du circuit ou de la résistance des corps qui le corn-î^-ent; 2» du nombre des éléments et de la tension ou force ^octro-motrice qu’ils développent. Ces lois ont été trouvées par L Ohm, au moyen de considérations purement théoriques. Elles été un peu plus tard déterminées expérimentalement par • douillet : nous allons voir comment on y a été conduit.
- Résistances. — La première étude à faire consiste à voir l’in-
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- 132 COURS THÉORIQUE.
- fluence que peut exercer sur l’intensité du courant le remplacé ment d’une portion du circuit par un conducteur d’une natu# différente.
- Considérons une pile P, aux deux pôles de laquelle sont attachés deux fils conducteurs Z A et CB, un galvanomètre étant placé sur le parcours du fil C B. Si l’on réunit au moyen d’un fil A M B leS deux points A et B, le courant s’établit et fait dévier l’aiguille du galvanomètre. La déviation, et par suite l’intensité du courait augmentent, si l’on remplace le fil A M B par un autre de mêiue métal et de même section, mais plus court, A N B, ou de mêrue longueur, mais d’une section plus grande; elle diminue au contraire, si l’on remplace AM B par un fil de même section cl plus long, ou de môme longueur et d’une section moindre; enfin l’intensité reste la même, si le fil par lequel on remplace AM$ est deux fois, trois fois, quatre fois plus long, mais si en mêiu® temps la section est double, triple ou quadruple de celle de À MB-On peut donc, dans un circuit, remplacer un fil conducteur par nn autre de même nature, si le rapport de la longueur à la section reste constant.
- Quand les fils A M B et À N B ne sont pas de même nature, mais ont des sections égales, les longueurs qu’il faut pour obtenir la même intensité de courant sont différentes. Si le fil AN B doff être deux, trois ou quatre fois plus long que A MB, on dit que sa
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- COURS- THÉORIQUB. 12&
- distance est deux, trois ou quatre fois moindre, ou que sa con* (îuctihilité est deux,- trois ou quatre fois plus grande. On a des ^les qui donnent la conductibilité des divers corps à la ligne. ^ résumé, un fil peut en remplacer un autre de même section, mais de nature différente, si le rapport de la longueur à la conductibilité est le même dans les deux fils, ou si Ton a :
- L — JL T~ k> ’
- l ^ étant les longueurs des deux fils, k et k' leur conductibi-lité.
- Enfin, dans le cas plus général où les deux fils ont des sec-tlQDs inégales et sont de nature différente, on trouve qu’ils ont même résistance et peuvent se remplacer l’un par l’autre dans Un circuit, si les rapports des longueurs aux produits des sec-U°us par les conductibilités sont égaux, ou si l’on a :
- i _ r
- h s /es
- l l'étant les longueurs des deux fils, k et k1 les conductibilités, ’ç el s'les sections.
- Considérons maintenant un fil dont on prend la section pour •mité de surface et la conductibilité pour unité ; une longueur terminée de ce fil pourra remplacer une longueur quelconque J* uu fil d’une autre section et d’un métal différent. Si l est la °ngueur, k la conductibilité et s la section de ce fil, la longueur u El pris pour unité, qui pourra remplacer ce conducteur, est
- évidemment ï = —— .
- k s
- Ainsi, par exemple, supposons que le fil pris pour unité soit 1Ju fil de cuivre de 1 millimètre carré de section, la longueur de
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- 124 COURS THÉORIQUE.
- ce fil pourrait remplacer un fil de fer de 4 millimètres carres de section, de 150 mètres de longueur, et :
- 150
- f ou 262m,50,
- 4 X -j-
- la conductibilité du fer par rapport au cuivre étant .
- Cette longueur d’un fil normal, qui offre la même résistance qu’un autre conducteur, se nomme longueur réduite. On voit que la longueur réduite d’un fil est proportionnelle à sa l°n' gueur, et en raison inverse de sa résistance et de sa conductibi' lité. Quant au fil qui sert à établir les longueurs réduites, ^ est évidemment arbitraire, et varie suivant les circonstances et les expériences qu’on veut faire. Ainsi, on peut prendre le $ de cuivre, qui a pour section 1 millimètre carré; dans leë expériences télégraphiques, on prend pour unité de longueur réduite le fil de fer de 4 millimètres de diamètre, qui sert à la construction des lignes électriques. Ainsi, l’on dit, par exempt que le fil d’une bobine a pour résistance 200 kilomètres, c’est-à-dire que sa longueur réduite est 200 kilomètres de fil de fer de 4 millimètres de diamètre, ou que l’interposition du fil la bobine ou de ces 200 kilomètres dans un circuit donneraient la même intensité de courant.
- Quand on connaît la longueur réduite, exprimée en fil d’une certaine espèce, il est très-aisé de l’exprimer en fil d’une na' ture différente. Ainsi, la bobine qui avait pour résistance 200 kilomètres de fil de fer de 4 millimètres, aura pour longueur réduite, exprimée en fil de cuivre de 1 millimètre de section*
- 200
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- COURS THÉORIQUE. 12S
- °u Hü kilomètres environ, puisque la section du fil de 4 millimètres de diamètre est d’environ 12 millimètres, et que la conductibilité du fer est
- Lorsqu’on connaît la longueur, la section et la conductibilité d’un conducteur, on a donc facilement sa longueur réduite; mais on peut aussi l’obtenir sans aucune de ces données, au moyen d’une expérience très-simple : on place le conducteur dans un circuit quelconque en faisant communiquer les deux exploités avec les deux pôles d’une pile et en faisant traverser au c°urant le fil d’un galvanomètre ; on examine la déviation obte-Que. On remplace alors le conducteur par le fil qui sert à comparer les résistances, ou par un fil dont on connaît exactement la conductibilité et la section, et l’on fait varier la longueur de Ce fil jusqu’à ce que l’on ait la même déviation. Si le fil avec lequel on fait un essai est celui qu’on veut prendre pour avoir la mesure de la résistance, la longueur trouvée est précisément *a longueur réduite, sinon il est facile de la calculer, puisqu’on c°ônait la conductibilité et la section du fil d’essai.
- Rhéostat.— L’instrument qui sert à mesurer les résistances se n°mme rhéostat. La forme la plus simple qu’on puisse lui donner est celle d’un fil métallique très-fin tendu sur une planche; on met l’une des extrémités en communication avec l’un des pôles ' de la pile; un curseur peut se mouvoir le long d’une règle graduée parallèle au fil ; il est muni d’un ressort et communique avec le galvanomètre et l’autre pôle de la pile. La partie du fil lui se trouve dans le circuit est seulement celle qui est comprise ehtre l’extrémité communiquant avec le pôle, en face du zéro de ^ échelle, et le curseur. A mesure qu’on fait mouvoir le curseur eU l'éloignant du zéro, la résistance introduite augmente, et 1 ou 'mit la déviation de l’aiguille diminuer. On arrête le curseur au moment où la déviation de l’aiguille du galvanomètre est la même
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- 126 COURS THÉORIQUE.
- que eelle obtenue précédemment avec le conducteur dont 011 cherche la résistance.
- On forme souvent le rhéostat de deux cylindres parallèles do^ l’un est en bois et l’autre en cuivre. Un fil fin de cuivre es enroulé sur le cylindre de bois et fixé par son extrémité l^re au cylindre de cuivre. Les cylindres sont munis de deux roueS dentées, qui engrènent l’une avec l’autre, de sorte qu’ils toul-nent toujours en sens contraire, et le fil fin, quand il se dérotf de l’un d’eux, s’enroule sur l’autre.
- La seule résistance qu’éprouve le courant est la portion du 1 fin enroulée sur le cylindre de bois, car on peut négliger la ^ sistance du cylindre de cuivre. Quant à l’opération, elle se connu comme nous l’avions indiqué plus haut. On ajoute souvent al) rhéostat des bobines de fil dont on a calculé d’avance la ré»1-tance et qu’on introduit à volonté dans le circuit.
- |q
- Conductibilité. — Le rhéostat peut servir à déterminer 1 conductibilité des différents corps. 11 suffit, pour faire cette op^' ration, de prendre des fils formés de différentes substances, malS de longueurs et de sections égales, et de chercher les longue^5 réduites qui leur correspondent; les conductibilités sont en raisolJ inverse de ces longueurs. On trouve ainsi que si une longneUf donnée peut remplacer un fil de cuivre, il faut une longueur sep* fois plus grande pour remplacer un fil semblable de fer, et quatre fois plus grande pour remplacer un fil semblable de platine- ^ cuivre conduit donc sept fois mieux que le fer et quatre ^ mieux que le platine, ou, si l’on prend la résistance du cui^
- 1 1
- pour unité, celle du fer est celle de la platine —y.
- Pour avoir la conductibilité des liquides, on les renferme daU’ de petits tubes dont on connaît la longueur et la section, et011
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- COURS THÉORIQUE. 127
- fait traverser par le courant comme les fils ordinaires. On tr°uve ainsi que la conductibilité du cuivre étant 1, celle du mer-
- CUre est —-, celle d’une dissolution de sulfate de cuivre 38
- . 1
- ^q-qÔqqqo"i et ce^e d’une dissolution de sulfate de fer
- . 1
- 27'qqqqÔq-. Les liquides offrent donc une résistance au cou-ra°t infiniment supérieure à celle des métaux.
- du courant électrique. — Nous avons indiqué déjà la j^emière loi qui consiste en ce que l’intensité est la même à les points d’un circuit, quelle que soit d’ailleurs la manière nt H est formé. Quant à cette intensité, elle varie avec la com-P°sition du circuit, c’est-à-dire la résistance des conducteurs qui Unissent les deux pôles, le nombre et la nature des éléments ^i composent la pile. On doit donc étudier successivement l’in-üeàce de ces deux causes.
- ^En premier lieu, un circuit quelconque peut être réduit à un ^ de longueur, de conductibilité et de section connues, tel que le d un rhéostat, puisqu’on peut, sans changer l’intensité, rem-lacer successivement tous les conducteurs par un fil offrant la sine résistance et qui représente la longueur réduite.
- Apposons donc qu’on ait une pile dont les deux pôles sont ^ ,nis par un conducteur, une boussole étant dans le circuit; ^ Sl§n°ns par I l’intensité du courant observée à l’aide de la c°ÜSs°le, et par a la résistance de tout le circuit, c’est-à-dire du üucteur interpolaire et de la boussole. On ajoute une nouvelle lstance au moyen du galvanomètre, l’intensité du courant di-ré , ’ soit I' la nouvelle intensité et b la résistance totale; on b^te la même expérience en cherchant l’intensité 1", T, etc.,
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- i2S COUR* * THÉORIQUE.
- pour des résistauces c, d, etc. On trouve alors que si l’on ajo^Ê aux résistances a, b, c, d, etc., une quantité constante m, les111
- i
- tensités sont proportionnelles aux valeurs
- 1
- m 4- c m -f- d 1:1': I" : Y : :
- m 4- a etc., de telle sorte qu’on a :
- 1 1 1 m ~f- n m 4* ^ m -j- c
- cèles intensités sont donc inversement proportionnelles aux
- sistances a, b, c, d, pourvu qu’on y ajoute une quantité coûtante.
- La quantité m qu’il faut ajouter tient uniquement à la pile i si, l’expérience faite avec un seul élément ayant donné rn ) u la répète avec deux pareils, elle devient 2m, avec trois, et ainsi de suite; elle est donc proportionnelle au nombre des e ments, et il est facile de reconnaître qu’elle n’est autre que résistance de la pile elle-même.
- df
- On peut, eu effet, déterminer par une expérience directe résistance d’une pile. On prend deux éléments semblables qu juxtapose, en faisant communiquer entre eux les deux pôles même nom. Si l’on complète le circuit, on n’a pas de cour^11 puisque les deux éléments donnent deux courants égaux et c°^„ traires qui l’annulent. On place les deux éléments ainsi disp0^ dans un circuit, comprenant une pile et un galvanomètre, ci \ cherche la résistance comme celle d’un conducteur ordifl^
- • i f
- en les remplaçant par le fil d’un rhéostat. On trouve aiflSJ résistance des deux éléments, d’où l’on conclut celle de toute u pile, en multipliant celle d’un seul par le nombre des élémeIlt*
- On reconnaît ainsique la quantité qu’il faut ajouter à la ies\ tance extérieure pour lui rendre l’intensité du courant in ver* ment proportionnelle, est précisément la résistance de toide
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- COURS THÉORIQUE. 129
- j^e* Ainsi, dans la relation trouvée plus haut, m + a, m
- etc., représentent la résistance ou la longueur réduite tout le circuit, c’est-à-dire celle du conducteur interpolaire u§Qientée de celle de la pile.
- peut donc poser cette loi, que l’intensité [du courant est faison inverse de la résistance du circuit, en comprenant 113 cette résistance tous les conducteurs que parcourt le cou-ailt et la pile elle-même.
- Pour trouver l’influence du nombre des éléments, on cherche ^densité du courant en faisant varier leur nombre. Ainsi, sup-s°ns qu’on prenne un élément dont la résistance est w, et un ^ducteur intërpolaire de résistance a, soit I l’intensité. On j* dte un élément ; mais comme en l’ajoutant on augmente distance d’une quantité égale à m, pour conserver la même dgueur réduite totale, on diminue la résistance a du conducteur ^erpolaire de la même quantité m, ce qui est facile au moyen rhéostat. On trouve ainsi une nouvelle intensité P.
- ^n répète la même opération en ajoutant un troisième élé-rit et en diminuant encore la résistance du conducteur d’une Uvelle quantité égale à m, soit F l’intensité.
- trouve que l’intensité 1' est double de I, et F triple ; donc densité du courant est proportionnelle au nombre des éléments, ïv
- u après ces deux lois, on peut conclure que si n représente le tdbre des éléments, R la résistance interpolaire et R' la résis-Ce de la pile, l’intensité I a pour valeur :
- I = —-—
- R -f- R'
- J1encore, si f est la résistance d’un seul des éléments de la pile, e de la pile entière est wr, et la formule devient :
- R 4- nr
- 3oPtembre *859.
- 9
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- 130 COORS THÉORIQUE.
- Cette formule peut servir à résoudre toutes les questions rela tives aux piles. Supposons, par exemple, dans un poste télégrij phique que dix éléments Daniell, ayant chacun une résistance éga*e à 1 kilomètre de fil de même nature que celui de la ligne, ^ nent sur un fil télégraphique de 20 kilomètres de longueur certaine intensité I, on peut, par une simple règle de trois, trouvé l’intensité qu’on aurait avec un autre nombre d’éléments, ^ par exemple, sur une ligne qui aurait une longueur queleon^1 supposons 60 kilomètres.
- On a, en effet, .en nommant x cette intensité inconnue :
- x
- 20
- 10
- " 60 -f 20
- ou x : I :: ou x : I
- 20 -f 10’
- L 1
- 9 : 3 ’
- 1 : 3.
- L’intensité obtenue dans le second cas est donc tensité qu’on avait d’abord.
- 3
- de ^
- Forces électro-motrices. — Lorsqu’on a deux piles formées di féremment, par exemple une pile Daniell et une pile BunsCl1’ la résistance totale peut êlre la même, ainsi que le nom^ des éléments, et pourtant l’intensité du courant est diffère^ ce qui tient à ce que le développement d’électricité n’est identique. Il s’en produit plus dans un élément Bunsen que un élément Daniell ; l’intensité du courant doit donc être diff rente.
- On nomme force électro-motrice l’intensité qu’aurait le co d’une pile si la résistance totale était égale à l’unité. Ainsi? e nommant F la force électro-motrice d’une pile, si la résista^’
- F
- au lieu d’être I devient B , l’intensité du courant sera -jp
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- COURS THÉORIQUE.
- 131
- h<
- I Maintenant F est la force électro-motrice d’un seul élément, Sl^ est leur nombre, r la résistance de chacun, et enfin R la
- ^istance extérieure et la pile, la formule générale de l’intensité
- II courant est :
- I =
- n F
- nr + R
- détermination de la résistance des piles. — Nous avons déjà 11 comment on peut déterminer la résistance d’un élément; on ^rend deux éléments pareils qu’on accouple en retournant l’un (j,eux) et on cherche la résistance de cet assemblage comme celle Ml conducteur ordinaire.
- ,^Q peut déterminer cette résistance de plusieurs autres ma-^res ; ainsi, supposons qu’on prenne un seul élément, et qu’on Munisse les deux pôles par un conducteur de résistance R, °ïl a :
- I =
- r + R ’
- On
- au
- change cette résistance en ajoutant uu nouveau conducteur
- Moyen du rhéostat, et on obtient un courant d’une intensité
- •au,
- fente; 1' étant çette nouvelle intensité et R' la nouvelle résis-
- Cei on a pour ce même élément :
- F
- Si
- °r le
- hièt:
- r -f R' * °n prend le rapport, on a :
- 1 __ r 4- R'
- I' ~
- \_
- V
- rapport
- ' r -f R * est connu par les indications du galvano-
- rei v est donc la seule inconnue dans cette équation.
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- 132 COURS THÉORIQUE.
- , la
- Supposons, par exemple, que le premier courant donne a boussole du sinus une déviation de 15 degrés et le second
- I sm 15^ fii6
- déviation de 12 degrés, le rapport sera .-* et, cow» D ’ 1' sm. 12°'
- on peut prendre à peu près dans ces limites le rapport des $
- gles pour celui des sinus, on a :
- 1 _ 15 _ 5
- P 12 4 ’
- donc l’équation devient :
- 5 _ r + R'
- 4 r -f. R ’
- Elle donne :
- 4r-J-4R' = 5r4-5R, r = 4 R' — 5 R,
- Si l’on prend pour unité le fil de fer de 4 millimètres ^ diamètre, et si R’ = 7 kilomètres, et R = 5 kilomètres, 011 aura :
- r = 3 kilomètres.
- On trouve par cette méthode qu’un élément Daniell, semblé à ceux qu’on emploie ordinairement dans les postes télégrap^1 ques français, c’est-à-dire de 0m,15 de hauteur et monté avec sulfate de cuivre et de l’eau pure, offre une résistance ég^e 800 mètres environ de fil de fer de 4 millimètres de diamèt^' Cette résistance varie avec l’état de saturation du liquide et hauteur de l’eau dans les vases, etc. — Elle va quelque^15 jusqu’à 2 et 3 kilomètres.
- Un élément Bunsen ordinaire, bien préparé, à une résista11 égale, a environ 150 mètres.
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- COURS THÉORIQUE. 133
- , ba résistance d’un élément varie naturellement avec sa dimen-8l0ll> et comme la résistance d’un corps solide ou liquide est inver-Sement proportionnelle à sa section, on peut admettre que la distance d’un élément est en raison inverse de sa surface. Ainsi, e^e est moitié moindre lorsque la surface est double ; elle n’est plus qu’un tiers si la surface est triple, et ainsi de suite.
- détermination des forces électro-motrices.— La force électro-jjtotrice est, ainsi que nous l’avons vu, l’intensité du courant que 011 obtiendrait si la résistance totale était égale à l’unité. Ainsi, P°urun élément Daniell dont la résistance est 800 mètres, c’est densité qu’aurait le courant si l’on réunissait les deux piles par un conducteur ayant 200 liilom. de longueur, le circuit ayant aloi>s 1 kilomètre de longueur.
- l’élément avait plus de 1 kilomètre de résistance, on ne Pourrait pas déterminer directement la force électro-motrice, puisqu’en réunissant les deux pôles sans intermédiaire on aurait résistance supérieure à 1. Néanmoins, on peut la déduire de intensité connue avec une résistance extérieure déterminée, apposons que la résistance de l’élément soit 3 kilomètres, et Ju’aveç une résistance extérieure de 5 kilomètres on observe à a boussole une intensité I, on aura :
- F
- 1 - r+r
- d’ou F = 8 I.
- . Ainsi, toutes les fois qu’on veut fixer une force électro-motrice, llfaut faire connaître avec quelle unité de résistance elle est prise,
- Pour que l’intensité du courant soit bien définie, avec quel ^vanomètre elle est mesurée.
- ^n ne cherche pas ordinairement la valeur absolue des forces ^ectro-motrices, mais on a souvent besoin de les comparer, de
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- 134
- COURS THÉORIQUE.
- telle sorte qu’en prenant l’une d’elles pour unité toutes les &u' très peuvent s’exprimer par rapport à elle. Un élément Dani^ ayant pour force électro-motrice 1, un élément de Grove aura par exemple 3, et si l’on connaît l’intensité du courant donné par ^ premier élément avec un circuit de résistance connue, on aiùa facilement l’intensité produite par un nombre quelconque d’éle' ments de la seconde pile sur un circuit.
- On obtient le rapport de deux forces électro-motrices au moyel1 de deux expériences très-simples, quand on a d’abord détermi^ la résistance des éléments.
- Supposons qu’en prenant n éléments, ayant chacun une résistance r, et en faisant parcourir au courant un conducteur de r^ sistance R, on observe une intensité I, on aura :
- ___ n F
- nr -j- R
- En nommant F la force électro-motrice de chaque élément, 011 prend un nombre n' des éléments qu’on veut comparer aux premiers, et dont la résistance r' a été déterminée d’avance. On traverser au courant un conducteur de résistance R', soit 1' 1 tensité. Si F' est la force électro-motrice des seconds élément3' on a :
- r = . .
- nr -f- R
- et en prenant le rapport,
- I n (n'r' -f- R') F
- I' w {nr -f- R) ^ F'
- d’où l’on déduit :
- F' n (in'r' -j- R') I
- F n! {nr + R) ^ I'
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- COURS THÉORIQUE. 135
- Supposons que les premiers éléments aient une résistance sale à 0w'-,800 et soient en nombre égal à 20, que les autres aient Pour résistance 2 kilomètres et soient en nombre égal à 10, que la résistance R soit égale à 75 kilomètres, et R' à 180 u°mètres, on aura :
- F' _ 20 (10 X 2' 4- 180) I
- F ~ 10 (20 X 0,8 -f 75) X F ’
- F' 400 I'
- 0UT = -9rxr
- ^ les premiers éléments ont donné 20 degrés et les autres 15, ^ pourra prendre le rapport des arcs pour celui des degrés, ce ™ donnera •
- F' __ 400 vx 15 _ 300 .
- F ~ 91 X ~2(T — “91“ ’
- rapport des forces locomotrices est donc égal à peu près à
- 3
- peut encore procéder de la manière suivante : on prend Utl certain nombre d’éléments pareils dont on forme une pile ; 011 accouple de la même manière les éléments qu’on veut com-l*arer aux premiers, et on place les deux piles dans le même Clfcuit5 mais en ies disposant de façon à ce que les deux cou-rauts marchent en sens contraire.. Supposons que la première ,1 e comprenne n éléments dont la force électro-motrice est R, et a Seconde w éléments dont la force électro-motrice est R', l’in-
- tçricif/ i Ÿb F
- du courant produite par la première pile est — , en nom-
- R la résistance totale du circuit qui comprend celle des eüx piles et des conducteurs intermédiaires. La seconde pile
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- 136 COURS THÉORIQUE.
- donne un courant contraire au premier, et dont l’intensité est n' F'
- R étant le même.
- Si on a placé un galvanomètre dans le trajet du fil, et si l’°n n’observe pas de déviation de l’aiguille, les deux courants sob* égaux, d’où l’on conclut :
- n F = n' F',
- F n'
- °U ~ ~rT'
- Ainsi les forces électro-motrices sont en raison inverse du nombre d’éléments qu’il faut opposer les uns aux autres p°ur n’avoir pas de déviation. On arrive facilement par tàtonnemeIlls à ce nombre en ôtant ou en ajoutant des éléments jusqu’à ce que l’aiguille de la boussole reste stationnaire.
- On a fait de nombreuses expériences pour comparer les forces électro-motrices; nous nous bornerons à dire qu’elles dépende111 uniquement de la nature des corps qui se combinent dans la P^e et nullement de la dimension des éléments; ainsi un élémentde grande dimension a la même force électro-motrice qu’un au|re de petite dimension ; nous rappellerons seulement que sa résis* tance est moindre.
- Quant à la force électro-motrice totale d’une pile, elle estî comme nous l’avons déjà dit, proportionnelle au nombre des élé-ments qui la composent.
- Si l’on prend un certain nombre d’éléments, dix par exempt’ et si l’on réunit tous les pôles positifs et également tous pôles négatifs en reliant ensemble toutes les lames de zinc e toutes les lames de cuivre, on forme un seul grand élénieD1 dont la force électro-motrice est la même que celle d’un pet^
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- COURS THÉORIQUE. *37
- Soient, mais dont la résistance est dix fois moindre. Si, au c°Qtraire, on accouple les éléments comme dans une pile ordi-^ire, l’ensemble aura une force électro-motrice dix fois plus j^nde que celle d’un élément, et en même temps une résis-nce dix fois plus grande.
- Forme à donner aux piles. — Les lois qui précèdent per-^tent de déterminer la forme de piles qui convient le mieux, Vivant la composition du circuit extérieur, pour obtenir la plus ^raQde intensité possible.
- Wr
- 'lue
- en effet, on désigne par n le nombre des éléments, par F
- force électro-motrice, qui reste toujours la même quelle soit leur dimension, par r la résistance de chacun d’eux, R la résistance extérieure, et par I l’intensité du courant, on
- ainsi
- que nous avons vu
- I =
- n F
- nr + R
- Supposons en premier lieu que les deux pôles soient reliés lrectement sans conducteur intermédiaire, ou du moins cecon-Ucteur ayant une résistance infiniment petite, alors R est nul et
- I
- n F
- n r
- dans ce cas l’intensité ne dépend pas du nombre des élé-0 j • ^ est évident, en effet, que si l’on ajoute des éléments, si
- double par exemple leur nombre, on double la force électro-
- mot. r" -------------r~~ —------------'
- la lce de la pile, mais on augmente dans la même proportion ^êip^Stai]Ce c^rcu^5 sorte due doit rester la
- Cett
- te intensité est en raison inverse de la résistance r d’un
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- 138 COURS THÉORIQUE.
- élément, de sorte qu’elle sera d’autant plus grande que la dimeD sion sera plus grande; elle sera proportionnelle à sa surfece'
- Dans le cas extrême où le circuit a une très-grande r^s15 tance par rapport à celle de la pile, 4 ou 500 kilomètres Par exemple, tandis que la pile a 30 ou 40 kilomètres de résista^0 au plus, on peut négliger la résistance nr de la pile devant ce Pi du conducteur, et on a :
- n F
- ~T~'
- Ainsi la résistance est proportionnelle au nombre des élément’ et comme la force électro-motrice F est toujours la même P0^ une nature donnée d’élément, quelle que soit l’étendue de surface de contact, l’intensité ne dépend pas de l’étendue éléments; il est donc indifférent d’employer des petits ou grands éléments.
- faü>le
- e#
- On voit, en résumé, que si la résistance extérieure est par rapport à celle de la pile, on doit employer peu d’éléiu et leur donner une grande surface, tandis que si la résista^ extérieure est très-considérable, on devra employer beau00 d’éléments qui pourront avoir de petites dimensions.
- Enfin dans le cas général où la résistance extérieure est co^ parable à celle de la pile, il est clair que l’intensité sera touj01*1 d’autant plus grande que le nombre des éléments et leurs diù1^ sions seront plus considérables ; mais on peut se proposer. P° problème de chercher, quand une surface de zinc étant dou® j en combien de parties il faudrait la découper pour former d’éléments et avoir la plus grande intensité de courant poSsl dans un circuit de résistance connue.
- Gomme exemple, supposons qu’on ait douze éléments Daù1'
- élit
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-
- COURS THÉORIQUE.
- 139
- Q„>
- 1 °Q peut, soit mettre à la suite les uns des autres pour former Utle pile, soit accoupler deux à deux et obtenir une pile de six élé-11)611 ts, soit accoupler trois à trois, et ainsi de suite.
- Si l’on a une seule pile de douze éléments, l’intensité avec une distance extérieure R est
- 12 r + R
- Si l’on accouple les éléments deux à deux, la résistance de ,,.acun est réduite de moitié puisque la surface est double, et densité est
- 6 r_+ R *
- 2
- Si les éléments sont accouplés trois à trois, on n’a plus qu’une e de quatre éléments, qui donne une intensité égale à
- 4 r + R
- "T
- ^ accouplant quatre à quatre, on a :
- _ 3
- 1 ~ 3 jr~ + R 4
- ^ accouplant six à six •
- 2 r + R
- 1T
- ^fin, si les éléments sont tous disposés de façon à n’en for
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-
-
- 140 COURS THÉORIQUE.
- mer qu’un seul grand, tous les pôles zinc étant réunis ainsi <lue les pôles cuivre, on aura ;
- * + R *
- 12
- Admettons que la résistance des éléments r soit de 1 mètre, et la résistance R de 2 kilomètres, on aura :
- I == I =
- I =
- 1 =
- I =
- 12
- 14
- 6
- 4 + 2
- 3
- 3
- 3 + 2 “
- 4 2
- 2 + 2 ~~
- " 6 ' 1
- 1 + 2
- : 0,85, si les éléments sont à la suite l’nn l’autre ;
- 1,20, s’ils sont accouplés deux à deux,
- 1,20, — trois à trois,
- 1,09, — quatre à quatre,
- 0,85, — six à six,
- 12
- élément.
- i effet
- On voit par ce tableau qu’on obtient donc le plus grann dans ce cas quand les éléments sont accouplés deux à deux ou { à trois, et l’intensité du courant obtenu dans ces deux ca^ la même.
- On a également la même intensité lorsque les éléments & tous placés à la suite les uns des autres et lorsqu’ils sont .couplés six à six.
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- COURS THÉORIQUE.
- 141
- d’
- ^et exemple montre bien combien la disposition de la pile ^fluence sur le courant produit.
- a
- ^ l’on résout le problème généralement, et si l’on admet ^ la surface totale du zinc puisse être facilement divisée en ^tent de parties qu’on veut, au lieu de pouvoir l’être seulement eQ douze, comme dans le cas précédent, on trouve qu’on obtient la ^Us grande intensité possible quand la résistance de la pile est ^6 à la résistance extérieure.
- Force magnétique maximum des électro-aimants. —On peut ^core, à l’aide des lois qui précèdent, déterminer la manière ^nt doivent être formées les bobines des électro-aimants pour ^Velopper la plus grande force magnétique possible.
- Nous avons vu que le magnétisme est sensiblement propor-tioûnel au nombre de tours et à l’intensité du courant. Si donc 011 désigne par I l’intensité du courant, par p le nombre de tours ^ fil, et par A le magnétisme développé, on aura :
- A = p I.
- ^ étant la force électro-motrice de toute la pile, R la résis-j^êce de tous les conducteurs, en exceptant toutefois le fil de la de F électro-aimant, et r la résistance de la bobine,
- _ F
- 1 “ R -fr ’
- 011 a donc pour le magnétisme développé •
- «F
- Â — R 4- r ’
- Sl Q représente la résistance de chaque tour du fil de la bobine :
- r = na, n F
- R -j- na
- Ou A =
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- 142 COURS THÉORIQUE.
- On voit par cette formule que si Ton fait croître le nombre °e tours, la valeur de A va continuellement en augmentant. Il seD1 ble donc qu’il y a avantage à ajouter indéfiniment des tour& a une bobine d’électro-aimant; mais la loi que nous avons poS^e n’est pas parfaitement exacte.
- A mesure que les tours s’éloignent, l’action sur le fer doux courant qui les traverse diminue; pourtant, jusqu’à une certain limite d’éloignement, on peut sensiblement la considérer coin®6 étant la même, de sorte qu’il faut éviter de dépasser cette fi1®16 qui est d’environ 12 millimètres, car on augmenterait la ré®3' tance sans augmenter dans le même rapport l’action magnétiq®' Ainsi l’on doit toujours remplir tout cet espace, et si l’on veU faire croître le nombre des tours, il faut en même temps ài®1' nuer la section, ce qui modifie la formule que nous venons ^ donner.
- Désignons par b la résistance qu’aurait le fil de la bob®6 s’il était disposé de façon à ne faire qu’un seul tour en occupa tout l’espace annulaire compris dans la limite d’action. Si 1 ^ fait deux tours, au lieu d’un seul, la longueur sera double ; ®al5 en même temps la section sera réduite de moitié, la résista®;6 sera donc quatre fois plus grande, ou 4 b. Si l’on veut que Ie ^ fasse trois tours, la longueur sera triple et la section trois moindre, la résistance sera neuf fois plus grande, ou 9 b. Si ^ fil fait quatre tours, elle sera 16 ô, et ainsi de suite. Enfin, le cas général où le nombre de tours est w, la résistance r du11 de la bobine est w2 b.
- Ainsi, l’action magnétique A =
- devient :
- A =
- n I
- R + r n F
- R + tëb
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- COURS THÉORIQUE.
- 143
- Lorsque l’on fait croître w, A augmente jusqu’à une certaine , à partir de laquelle il diminue. Il est aisé, en effet, de Ssurer que A ne peut pas dépasser une certaine valeur, car, résout l’équation du second degré par rapport à n, on
- trouve :
- A R + w2 b A F
- n F, R
- — » + _ = O,
- n =
- F -f. y F2 — 4 A2 b R 2 b A
- On
- voit, d’après cette formule, que la valeur de A2 ne peut
- toûais
- être plus grande que
- F2
- 4 6 R
- ; la plus grande force ma-
- tl(ïue qu’on puisse développer est donc donnée par l’équation
- F2
- A2
- d’où, A ==
- 4 b R F
- On
- en déduit
- 2 V b R
- F
- 2 6 A
- remplaçant A par la valeur précédente :
- F
- 2 bx
- F
- 2 \/ b R
- ou n =
- /JL
- V *
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- 144 COURS THÉORIQUE.
- Tel est le nombre de tours que doit faire le fil pour qu’on tienne le plus grand effet possible ; on déduit de cette formule :
- R
- --- î
- b
- ou enfin n? b = R.
- Or, n*b est, comme nous l’avons dit plus haut, la résistance 1 du fil électro-aimant; on voit donc que cette résistance doit êtte égale à celle R, de tout le conducteur extérieur dans laquel figure la pile elle-même. L’expérience a pleinement confirmé ces résultats théoriques.
- Si cette loi était rigoureusement appliquée, on devrait 3Y°lf autant d’électro-aimants différents que d’appareils, ou plutôt de distances différentes entre les diverses stations télégraphiqu^’ certains électro-aimants auraient 100 kilomètres, d’autres 2u ’ d’autres 400 et ainsi de suite. 11 en résulterait une grande co& plication qu’on évite en prenant une moyenne. En France, pre^ que tous les électro-aimants qui doivent être parcourus par , courant des lignes ont une résistance à peu près égale à 200 ^ lomètres de fil de fer de 4 millimètres de diamètre. Nous de^011’ dire toutefois qu’il y a d’assez grandes variations provenant a ^ qualités différentes des fils employés. Le métal dont ils sont f°r més est toujours du cuivre, qui est le plus conducteur des métaU' usuels.
- Pour les électro-aimants qui reçoivent seulement le cour^ d’une pile locale ou d’une pile éloignée au plus de quel<îu^ kilomètres, comme cela a lieu lorsque plusieurs postes se tr°^ vent dans la même ville, on donne aux bobines des électro-31 niants une résistance de 4 à 5 kilomètres.
- On pourrait encore résoudre d’autres questions du même ge supposer, par exemple, qu’on fasse varier en même tempg , forme de la pile et celle des bobines ; mais ce que nous veno11 de dire suffit pour montrer comment elles peuvent être traité^
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- COURS THÉORIQUE.
- 145
- COURANTS DERIVES.
- j brsque dans un circuit li averse par un courant on établit es communications nouvelles entre deux points, le courant se Jjfbge, et on dit qu’il y a dérivation. Le courant principal est Ailleurs modifié, puisqu’on offre un nouveau passage à l’élec-la résistance se trouve diminuée, et l’on peut en conclure
- général l’intensité est augmentée. On peut se proposer ^ chercher quelle est exactement l’intensité du courant dans ,bs les parties du circuit. On arrive aux lois qui régissent courants dérivés par des considérations très-simples fon-0s sur les lois précédentes ; elles se vérifient d’ailleurs combinent par l’expérience.
- P '"*•
- 'j0nsidérons un circuit, A B G G P, dans lequel se trouvent une ^e en P, et en G un galvanomètre. Si l’on réunit les deux points, jel G par un nouveau fil conducteur, ADC, on voit la déviation l^biguilie augmenter, et les deux parties, A D G et A B G, sont vcrsées par deux courants dérivés.
- Apposons, en premier lieu, que les deux conducteurs, AEG
- Novembre 1859. <0
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- 146
- CODRS THÉORIQUE.
- et A D G, soient de môme métal et qu’ils aient la môme longue*^ et la même section; il est clair qu’il devra passer autant déle^ tricité par l’un que par l’autre, ou, en d’autres termes, que ^ courant partant de la pile P se divisera pour A en deux Par^ égales. Quant à la résistance qu’offrent au courant les deux ^ ensemble, il est évident qu’elle est la môme qu’un fil de même nature et de même longueur, mais d’une section double, comnie si les deux conducteurs étaient rapprochés de façon à n’en mer qu’un. Or, la résistance d’un tel fil est la moitié de celle chacun des conducteurs A B G ou A D G. Si donc on désigne P*1 F la forme électro-motrice de la pile, par R la résistance A P G ’ en y comprenant celle de la pile et du galvanomètre, et par la résistance de chacun des deux fils, ABG et A D C, la résistant
- totale sera R + -y-, et l’intensité du courant partant de la p^e'
- R +' r ,
- ~Y~
- et, comme il en passe la moitié dans chaque dérivation, l’inten sité du courant en A D G et en A B G sera :
- 1
- 2
- X
- F '
- R + r .
- 2
- En second lieu, supposons que les deux fils A B C et A B étant de même nature, aient des sections différentes. Le coura se partage inégalement, et il est évident que la quantité d1’éle^ tricité qui traverse chaque fil est proportionnelle à sa section, même que pour un fleuve, quand il existe une bifurcation* quantité d’eau qui passe par chaque bras est proportionnel!0 sa section. Ceci suppose que l’électricité se propage aussi bien l’intérieur des corps conducteurs qu’à F extérieur : c’est un résu ' de l’expérience, et les lois des courants que nous avons exp°s>'
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- COUPS THÉORIQUE. 1^7
- plus haut en sont une preuve évidente. Ainsi, si s et s> représentent la section des deux conducteurs A B G et A D G, le courant en arrivant en A se divise en deux parties proportionnelles à s et 5', et qui passeront dans les fils A B G et A D C.
- Si I représente l’intensité du courant depuis P jusqu’en A,
- I x------i—sera l’intensité suivant ABC,
- s -F s
- gf
- et I ><;---------suivant A D C.
- s -F s'
- Les deux conducteurs réunis offrent la même résistance qu’un conducteur de même nature qui aurait le môme longueur, ABC, et une section égale à la somme des deux sections s et s'.
- I et k représentant la longueur et la conductibilité des deux conducteurs dont les sections sont s et s', la résistance des deux
- fils réunis est évidemment
- l
- k (s + s')
- k P G G, la résistance totale du circuit est
- l
- - , et R étant la résistance
- R +
- k (s
- F
- R +
- k (s + s')
- F
- R + l
- k {s + s')
- F
- intensité du courant en F A,
- — en À B C,
- en A D G,
- Examinons enfin le cas général où les deux dérivations ont
- R +
- l
- X
- X
- s -F s'
- s + s'
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- 148
- COURS THÉORIQUE.
- des longueurs, des sections et des conductibilités différentes. Soit r la résistance de A B G, et r' celle de À DG. On peut remplacer chacun de ces conducteurs par un fil dont la conductibilité prise pour unité étant la longueur serait égale à U en choisissant convenablement la section.
- La résistance d’un conducteur étant le rapport de la longueur, ou produit de la section par la conductibilité, si la longueur et la conductibilité sont égales à 1, et si on nomme x la section que devrait avoir le fil pour remplacer ABC, on a
- 1 t
- --- = r ou x — — •
- x r
- De même, on peut remplacer le conducteur ADC par un fil de longueur et de conductibilité égales à 1 et dont la section x' serait :
- On peut ainsi supposer AB G et A DG remplacés par deux fils ayant la même longueur et la même conductibilité, et pour sec-1 1
- bons— et —. Le courant se comporte, par rapport à eux,
- comme dans le cas précédent; il se divise en deux parties pro-1 1
- porlionnelles à — et —, et la résistance de ces deux fils réunis r r '
- est la même que celle d’un fil qui aurait une longueur égale à
- 1, une conductibilité égale à 1, et une section égale à la somme
- — +—• r r'
- Or, pour avoir la longueur réduite d’un pareil fil, il reste à chercher la longueur d’un fil qui aurait peur section et pour
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- COURS THÉORIQUE.
- 149
- conductibilité l’unité, et qui offrirait la même résistance ; en nommant X cette longueur, on a:
- 1
- —+ 4-
- r r*
- ou X =
- rr’
- r + r'
- Kn résumé, les deux fils réunis offrent une résistance égale à
- ri1
- r -f r'
- Si R représente encore la résistance AP G G, la résistance totale sera :
- R +
- ri"
- r + r'
- et l’intensité du courant en P A et en P G
- F
- H +
- r r
- r + r'
- Suivant À B G : F
- R-f rr
- X
- r + r Et suivant A D G :
- -+4
- r r
- ou
- r r
- X
- r -+- r'
- r + r'
- X
- r + r'
- — +4
- r r
- ou
- R +
- r r
- X
- T “H V*
- r + r'
- Tous ces calculs sont très-élémentaires, ils montrent comment
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- 150 COURS THÉORIQUE.
- doivent se traiter les questions relatives aux dérivations de courants.
- Au lieu de deux conducteurs aboutissant en À et B, il peut y en avoir plusieurs. S’ils sont tous pareils, il est évident que le courant doit se partager également entre eux, et que leur ensemble offre la même résistance qu’un conducteur qui aurait lu môme longueur, serait de même nature, mais dont la section serait égale à la somme de toutes les sections.
- Si ces fils dérivants ont seulement des sections différentes, Ie courant se partagera proportionnellement à toutes'les sections, et l’ensemble de tous ces conducteurs offrira encore la mémo résistance qu’un seul ayant la même longueur et une section égale à la somme de toutes les sections partielles.
- Enfin si les conducteurs sont quelconques, et ont des résistances r, r\ r", r"\ on peut remplacer chacun d’eux par un autre,
- 1
- dont la longueur serait t, la conductibilité 1 et la section — pom 1 11
- le premier, — pour le second, — et — pour les autres. L’im
- tensité du courant dans chacun des fils dérivants est toujours inversement proportionnelle à sa résistance.
- Ainsi, lorsqu’un nombre quelconque de dérivations aboutissent à deux points, on peut toujours déterminer la résistance d’un fil unique qui les remplacerait, et l’on peut, quelle que soit 1;1 composition (}u circuit et en procédant successivement, remplace1* tous les conducteurs par un seul, avoir la résistance totale du circuit, et par suite l’intensité du courant partant de la pile. allant ensuite de l’un des pôles à l’autre, et s’arrêtant à chaque point de bifurcation, on détermine l’intensité du courant dan? chacun des conducteurs partiels.
- Prenons pour exemple le circuit représenté ci-contre dau»
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- COURS THÉORIQUE.
- 151
- |%el p est ia pile, et qui comprend les conducteurs A P B, B, AC, EB, Cp Ë, ED, CwD et CmD.
- TU
- Les conducteurs CwD et CwD peuvent se remplacer par un Seufi Soit r sa résistance; en ajoutant celle du fil DE, on a la distance d’un fil unique qui remplacerait les trois fils CwD, ^D et DE. Soit r' cette résistance; le nouveau fil r’ et le fil ^P E, qui aboutissent au même point, peuvent se remplacer par Ul1 seul, dont la résistance se détermine aisément; en ajoutant CeBe des conducteurs G A et E B, on a la résistance d’un fil unique fi remplacerait les conducteurs CwD, CwD, DE, CpE, CA et Soit r" sa résistance; en composant de la même manière ! avec À ç B, ori a la résistance de l’ensemble de tous les fils qui foutissent en A et B. Il suffit d’ajouter la résistance A PB en y c°mprenant celle de la pile pour avoir la résistance de tout le Clrcuit, et par suite l’intensité du courant qui part de la pile dans ^ direction PA, et qui y revient suivant BP.
- Pour avoir l’intensité du courant dans chaque conducteur, on ^marque qu’il se divise au point À en deux parties, dont l’une Sud Ar/B et l’autre AC, ouïe fil qu’on peut imaginer à la place f tous les conduc'eurs aboutissant en À et B, moins le fil A q B, et dont nous avons désigné la résistance par r"\ le courant dans
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- 132 • COURS THÉORIQUE.
- ces deux parties est inversement proportionnel à ces résistance5’ ce qui fait connaître l’intensité suivant kqB d’une part, AGC BE de l’autre. Au point G le courant se divise encore, une p01 tion suit le fil A p E, et l’autre les fils G m D, G n D et D E. Kn^11, celte dernière intensité est égale à la somme des deux inteD' sités suivant G m P et G n D, et l’on a de la même manière ^ proportion qui traverse chacun d’eux.
- Il se présente dans les dérivations des cas plus compliques efl' core lorsque les fils dérivants sont eux-mêmes reliés par d’autrC5 conducteurs, ou lorsqu’il se trouve dans le circuit, et en des poi1^ différents, plusieurs sources électro-motrices. On peut arri'cl par des considérations théoriques à déterminer encore la inarr^ complète du courant, mais nous allons nous borner à indiq1101 le cas le plus simple où l’on peut prévoir ce qui doit se passet par une simple analogie entre la propagation du courant et celle de l’eau dans un canal.
- Soit P la pile, PA et P B deux conducteurs partant de la p^e' ÀGB et ADB deux dérivations dont deux points, G et D, s0llt reliés par un fil conducteur. Le courant marchant dans ^ direction P A, dans les deux fils dérivants, il marche de A en Dans le fil CD le sens du courant est déterminé par la posiù°l1 des points G et D. 11 11’y a pas de courant si les deux points so^ au milieu des deux conducteurs, car il n’y a pas de raison poUl
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- COL'KS THÉOÜ1QUF.
- 153
- due le courant marche plutôt dans un sens que dans l’autre. 11 eri est évidemment de môme si les deux points sont placés tous l°s deux à la môme distance du point À; mais si l’iin d’eux, C, Par exemple, est plus près de A que D, c’est-à-dire si la distance est plus petite que la distance AD, le courant marchera de C e° D; le contraire aura lieu, si AD est plus petit que AE; de même que si, dans un cours d’eau, il y a une bifurcation, et si 011 réunit deux points par un nouveau canal, il n’y aura pas de courant si les points sont au même niveau, et le courant aura des sens différents, suivant la position du point le plus élevé.
- Dérivations sur les lignes électriques. — On a souvent à étudier l’effet des dérivations sur les lignes électriques; elles sont de plusieurs natures différentes. En premier lieu lorsqu’une pile Sert à transmettre simultanément dans plusieurs directions, il y a division du courant et par suite dérivation. Quand un fil communique avec la terre,.il y a encore perte de courant ou dériva-tlQn. Enfin l’électricité passe du fil à la terre par l’intermédiaire des supports et des poteaux, qui n’isolent jamais complètement, surtout lorsqu’ils sont humides.
- Quelle que soit la communication avec la terre, on peut toujours imaginer qu’elle est remplacée par un fil de même nature due celui de la ligne, et dont la longueur doit être déterminée de façon qu’elle offre la même résistance à l’électricité.
- Les calculs relatifs à ces différents cas de dérivation sont tas mêmes que ceux qui ont été indiqués plus haut ; seulement d faut observer que la terre, ainsi que nous le verrons plus loin, n’offre aucune résistance au passage de l’électricité.
- On peut donc aisément chercher quelle est l’intensité du courant aux divers points du circuit. Nous allons nous borner à examiner quelques cas particuliers.
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- COURS THEORIQUE.
- Considérons une ligne électrique A B, dont on met l'une des extrémités A en communication avec l’un des pôles de ^
- pile P. L’autre pôle, ainsi que l’extrémité B de la ligne, com-muniquent avec la terre.
- Imaginons qu’au point C il y ait une dérivation du courant C T'* Cette dérivation provient, soit d’un fil qui touche le fil A B et traîne sur le sol, soit du fil d’une autre ligne électrique (Iu* fait parvenir le courant à une autre station, soit enfin d’une communication avec la terre, causée par le mauvais isolement de la ligne, comme il arrive souvent par les temps humides-Quoi qu’il en soit, on peut supposer que cette dérivation est remplacée par un fil C T", de même nature que celui de Ia ligne A B, dont la longueur doit être calculée suivant la résis-tance de la dérivation, et qui communique en T' avec la terre-
- Désignons par a la longueur de tout le fil conducteur A 13, pal’ F la force électro-motrice de la pile, par r sa résistance.
- S’il n’y avait pas de dérivation en C, l’intensité du courant serait
- r -f- a
- Et si la résistance r de la pile est très-petite par rapport à celle de la ligne; si, par exemple, elle est de 8 ou 10 kilomètres.
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- COURS THEORIQUE.
- J 55
- larHlis que celle a de la ligne est de 3 à ^00 kilomètres, on peut Qe§üger r devant a, et I vient pour l’intensité :
- a
- , 1 ou I = — a
- en supposant la force électro-motrice égale à l’unité.
- Remarquons que dans la résistance a doit entrer celle de tous es conducteurs que traverse le courant. Ainsi, si la ligne A B a Pour longueur 300 kilomètres, et si en B il se trouve un j’Ppareil dont la bobine ait 200 kilomètres de résistance, la va-eur de a sera de 500 kilomètres.
- Supposons maintenant qu’il y ait en C une dérivation et qu’elle %e la même résistance qu’une longueur d de fil de même ^aniètre et de même nature que celui de la ligne, et, de plus, la distance A C, à laquelle se trouve la dérivation, soit ^le à b. On a pour la résistance C B T", a — b. Le courant se ^yise donc au point B en deux parties, l’une passe par C T', et autre par C B, et les intensités sont inversement proportionnes aux résistances de b d’une part, et a — b de Y autre.
- Les deux fils C T' et C B T" peuvent, comme nous l’avons Vu> se remplacer par un seul dont la résistance serait
- 1 (a — b) d
- 1 1 °U a — b -{- d
- 7r^rb + ~d
- En ajoutant donc la résistance b de A C et ne tenant pas c°mpte de celle de la pile, on a pour la résistance totale du circuii R :
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- COURS THEORIQUE.
- ___ b {a — b) -j- a d
- ou R =
- Cl J) d
- el l'intensité du courant de A en C est :
- I
- 1 ___ a — b d
- R 0U b (a — b) -j- « d
- au lieu de — qu’elle est quand il n’y a pas de dcrivaii°tl‘
- Il est aisé de voir qu’elle est augmentée comme ou devait s f attendre.
- En'C, le courant se divise en deux parties proportionnelle3'
- 1 1 n P
- a — suivant la dérivation G T', et ----------- suivant la ligne G
- d
- ce qui donne :
- Suivant CT: I' = Ix
- ou P =
- a — b
- A + _J_
- d a — b a — b
- b {a — b) a d
- T «
- X tt _ b -f
- et suivant G B :
- r = i x
- î
- a
- 4-+
- = 1 x
- a — b -}- d
- d ' a
- ou I"
- b (n — b) -f- a d Ainsi on connaît l’intensité du courant qui traverse l’appa>’e^
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- COURS THÉORIQUE.
- 157
- *“!' R -i
- î il est évident qu’elle est moindre que celle qu’aurait le ,rant s’il n’y avait pas de dérivation.
- ^mme exemple, supposons que la ligne ait 300 kilomètres i ‘°ngueur, et qu’à l'extrémité B se trouve un appareil dont la llle ait pour résistance 200 kilomètres, ce qui donne pour la 11 eu*’de «, 500 kilomètres.
- ; î î»
- I ntensité du courant est donc auprès de la pile comme à Sémite de la ligne, s’il n’y a pas de dérivation :
- l = 6ÏÏÔ0U 1 = °'0I)20
- la dérivation se trouve en un point «, tel que A G = 200 j^ètres, et qu’elle offre une résistance de 200 kilomètres, on | 200, et d = 200 ; en appliquant les formules précédentes,
- [Vlpni ; i» p0ur l’intensité suivant A G:
- I =
- 5
- Ï6ÔÔ
- ou I = 0,0031
- ')0 r, .
- Suivant la dérivation C T' :
- 3
- = Ï60Ô °U T' = °’°018
- Jf ^
- l’intensité du courant qui arrive à l’extrémité de la ligne
- \ b °
- 11 est :
- 1" =
- 1600
- ou r = 0,0013
- ^n Voit que la marche du courant est notablement modifiée tj dérivation, puisque si un appareil se trouve en B, il est par un courant représenté par 20 quand il n’y a pas de lvation, et par 13 quand il y a en C une dérivation dans les
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- 158
- C.OLRS THÉORIQUE.
- conditions précédentes. Or, il peut se faire que le preo1'^ courant soit suffisant pour faire marcher l’appareil, tandis 0^ le second ne produise aucun effet. Ce fait explique claire'-11^ comment sur les lignes électriques les dérivations pellV empêcher les transmissions.
- On peut appliquer les formules précédentes à diverses P°^ lions de la dérivation G T', et chercher quelle est l'inten-du courant qui, dans chaque cas, arrive au récepieur B.
- D’après la forme de la valeur de h
- d
- T
- l) l ù J a ci
- il est aisé de voir que si la longueur de la ligne a et la tance de la dérivation d restent les mêmes, et que si l’°° ^ varier la distance b de la dérivation à la pile P, la valear I" change, et que cette valeur est la plus petite possible l°rS^.t le produit b [a — b) est le plus grand, ce qui a lieu quand b égal à la moitié de a. Ainsi donc, c’est dans le cas où la d ( vation se trouve au milieu de la ligne qu’elle diminue Ie P^ l’intensité du courant qui arrive à l’extrémité. Dans l’exej1^ précédent nous avons supposé que la ligne avait 300 kiloi^ ^
- de longueur, et qu’en B se trouvait un appareil offrant
- 900
- lomètres de résistance, ce qui donnait a = 500 kilome
- tr#’
- donc le courant arrivant en B a le moins d’intensité qaaI distance A G est égale à 250 kilomètres.
- ‘ntü
- Quand au contraire la dérivation se trouve près du p01 j) se trouve la pile, alors b est très-petit, et le produit bia peut être négligé devant le produit ad.
- Ainsi, si « = 500 kilomètres, c? = 200, et si la dérivati00 jO seulement à un kilomètre de A, b = 1, on aura ad = ^
- et b (a — b) = 499, nombre infiniment moindre et dont la supP
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- 159
- COURS THÉORIQUE.
- Sl°n ne diminue que dans une Irès-faible proportion le dénominateur.
- Dans ce cas on peut donc poser
- Ce qui prouve que l’intensité du courant reçu en B est la même lorsque la dérivation n’existe pas.
- Ainsi, en résumé, une dérivation a très-peu d’influence sur *e courant transmis lorsqu’elle existe près du point de départ ^ courant, et elle diminue d’autant plus son intensité, qu’elle Se trouve plus éloignée du point de départ, jusqu’à ce qu’elle Se trouve au milieu du conducteur, c’est-à-dire au point où la distance est égale des deux côtés.
- Ce qui précède explique comment il peut arriver qu’un poste reÇoive bien de son correspondant, tandis que son courant ne ^eut faire marcher l’appareil de l’autre poste, et beaucoup d’au-lres faits qui se présentent sur les lignes électriques et sur les-^els nous n’avons pas à insister ici.
- CONDUCTIBILITÉ DE LA TERRE.
- On sait que, lorsqu’une pile est isolée, l’un des pôles est élec-positivement et l’autre négativement.
- . Lorsque l’on fait communiquer avec la terre deux points d’un Clrcuit, de façon à remplacer par le sol une partie du conducteur ^lérieur à la pile, le courant électrique a lieu bien que les c°'iches qui forment l’enveloppe de la terre ne conduisent pas ^rfaitement l’électricité. On peut déterminer facilement la ré-^stance qu’offre la terre au courant, en enlevant les deux corn-Unications avec le sol et en cherchant avec le rhéostat la Ion-
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- gueur du fil qu’il faudrait substituer à la terre pour avoir Ie même courant.
- De nombreuses expériences ont été faites pour détermine1, cette résistance, en faisant varier les distances des plaques ql]1 plongent dans le sol (les électrodes), et leur étendue. On a trouvé que la résistance augmente avec la distance des plaques, ma13 elle ne lui est. pas proportionnelle A partir d’une certaine distance, cette résistance peut être regardée comme constant» pourvu que les électrodes établissent une communication par faite avec le sol. Cette résistance est extrêmement faible eu égaI'cl aux résistances qui sont en jeu dans la télégraphie électrique on peut donc n’en pas tenir compte et regarder, comme nous l’avons fait jusqu’ici, la résistance de la terre comme nulle.
- Cette résistance varie aussi avec la dimension des électrodes» mais sans lui être proportionnelle : à mesure que cette dimefl' sion augmente, la résistance tend vers une limite constante.
- Il faut en outre tenir compte de la manière dont la communication est établie avec le sol. De l’eau enfermée dans une citerne maçonnée fournirait, si l’on y plongeait une lame méta1' lique, une très-mauvaise communication avec la terre. conditions sont les mêmes que pour les paratonnerres. N°llS nous bornerons à dire que pour avoir dans les postes télégraphiques une bonne communication, condition essentielle à toute transmission, il faut plonger une plaque métallique dans de l’eau courante, ou, à son défaut, dans delà terre humide, etdaOs ce cas il est bon d’augmenter ses dimensions et de l’entourer de braise de boulanger. Lorsqu’on peut attacher le fil à des tuyaU* de gaz ou de conduite d’eau, il est bon de le faire, car on es1 certain que la communication avec le sol est parfaite.
- Il suit de la parfaite conductibilité de la terre que dans lcS transmissions télégraphiques il y a tout avantage à supprimer16
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- fil de retour; car, outre l’économie qui en résulte, l’intensité flu courant est double puisqu’on peut négliger celle de la terre. C’est en effet ce qu’on a pu constater sur les lignes électriques.
- On peut concevoir le rôle de la terre de deux manières différentes dans ce phénomène. Elle peut être envisagée comme un inducteur ordinaire dont la section est infiniment grande, ce rçui rend sa résistance très-faible, et alors le circuit se complète directement d’un pôle à l’autre-, ou bien elle agit séparément aux deux extrémités du circuit en absorbant le fluide qui s’y Porte, sans qu’il soit nécessaire de supposer que le mouvement ait lieu dans le sol d’un pôle à l’autre. La question se réduit à savoir si une pile électrique étant placée entre deux grandes basses de la dimension de la terre, on obtiendrait un courant en féisant communiquer l’une d’elles avec le pôle positif et l’autre avec le pôle négatif.
- Quand une pile est isolée, les deux pôles sont chargés, l’un de fluide positif et l’autre de fluide négatif ; si ces deux pôles sont mis en communication avec deux masses, elles se chargent également des deux électricités, qu’elles conservent à l’état statique. Le temps qu’elles emploient à se charger est ordinairement très-c°urt ; mais si elles ont de grandes dimensions, on comprend tpi’il puisse être beaucoup plus long, et pendant tout le temps ^'a lieu la charge il y a courant électrique. Ainsi si l’on imagine deux grandes masses d’un volume analogue à celui de la férre, reliées aux deux pôles, il y aura production d’électricité, et par suite courant jusqu’à ce qu’elles se chargent suffisamment pour acquérir une tension égale à celle que la pile peut Produire, ce qui pourra durer jusqu’à la combinaison complète ^es matières qui forment la pile.
- On peut donc dire que si deux électrodes plongent dans la férre à une grande distance l’une de l’autre, les deux électricités sp répandent séparément dans toute la masse de la terre ; mais
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- comme les deux fluides dégagés sont toujours en quantités égales, l’état de la terre reste sensiblement le même, et l’on peut admettre que la terre joue un double rôle: elle absorbe l’éleclri' cité à mesure qu’elle se dégage aux deux pôles, et en même temps reconstitue le fluide neutre.
- INDUCTION.
- Nous passons à un autre ordre de phénomènes qui constituent ce qu’on nomme l’induction, et ont une grande analogie avec l’électrisation par influence dont nous avons parlé au commencement du cours ; ils en sont même une conséquence directe.
- Induction. — Le principe fondamental consiste en ce que sl deux circuits sont parallèles et voisins sur une certaine étendue, et si l’on fait passer dans l’un d’eux un courant, au moment ou le courant s’établit, le second circuit est traversé par un courant de sens contraire. Si le courant cesse dans le premier conducteur, le second circuit est traversé par un courant de même sens.
- Ainsi considérons les deux circuits P Q R N M et B A G. Dans Ie premier se trouve une pile P, mais nous le supposerons interrompu en Q R. Le second circuit A B G n’a pas de pile, mais en G
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- Se trouve un galvanomètre. Ils sont parallèles sur une portion leur parcours. Supposons qu’on fasse passer le courant dans premier conducteur en joignant R et Q, et que le courant marche de M en N; si l’on observe le galvanomètre G, on voit 'ftimédiatement l’aiguille dévier et indiquer le passage d’un cou-rant marchant, dans le deuxième conducteur, dans la direction ^ B G, en sens contraire du premier courant. Ce courant est ins-tontané, c’est-à-dire qu’il dure un temps infiniment court, bien ^e le conducteur M N continue à être traversé par le courant de 'apile. Au moment où l’on rompt le circuit en Q R, on voiten-c°re le galvanomètre G dévier et indiquer le passage d’un nou-Veau courant induit également instantané et marchant de R en K\ il est donc de sens contraire au premier courant induit, et même sens que le courant de la pile qu’on nomme courant mducteur. Les deux circuits portent les mêmes noms que les durants; celui qui est traversé par le courant de la pile se n°mme circuit inducteur, et l’autre circuit induit.
- On observe encore des courants induits dans le conducteur ^ B. Quand, au lieu de fermer et d’ouvrir le circuit voisin en ^ et Q, on laisse passer le courant d’une manière permanente fiu’on approche ou qu’on éloigne M N de A B, le courant induit n’est plus instantané, il persiste tant que dure le mouvement. 11 est de sens contraire au courant de la pile quand les circuits s’approchent l’un de l’autre, et de même sens leuies les fois qu’ils s’éloignent. Ces courants sont d’autant Mus forts que le mouvement est plus rapide, de sorte que l’on Peut dire que la masse d’électriciLé qui est mise en jeu quand l'n courant s’approche ou s’éloigne d’un conducteur fermé est ‘°ujours la même. Si le mouvement est rapide, l’intensité est c°nsidérable, mais la durée est courte, tandis que le contraire a Beu lorsque le mouvement est lent.
- Des effets analogues ont lieu lorsque le courant M N reste à
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- une distance constante de A B, mais que par une cause quel' conque il augmente ou diminue d’intensité. Dans le premier cas il se produit un courant induit de sens contraire au courant de la pile, et de même sens dans le second.
- L’intensité des courants induits est proportionnelle à l’étendue des fils qui sont en présence, M N et A B dans les figures pré' cédentes. Aussi, avec deux conducteurs électriques parallèles, on n’observe pas, en général, de ces courants, parce qu’il est difficile de leur donner des dimensions assez grandes. Pour étudier ces phénomènes on emploie des bobines de fil recouvert. L’une forme le circuit induit, ses deux extrémités communiquent avec le fil d’un galvanomètre ; l’autre constitue le circuit inducteur et peut pénétrer dans la première ; elle est reliée aux deux pôles de la pile, et un interrupteur permet d’établir ou do rompre à volonté le courant. On voit le galvanomètre dévier, comme nous venons de l’indiquer, toutes les fois qu’on ferme ou qu’on rompt le circuit de la bobine inductrice ou que, le courant étant établi, on l’éloigne ou on le rapproche de l’autre en l’en' fonçant ou en la sortant de la bobine induite.
- Induction par les aimants. — Nous avons dit qu’un aiman1 jouissait de toutes les propriétés des solénoïdes, ou, en d’autres termes, qu’il pouvait être considéré comme formé par une in' finité de petits courants parallèles de même sens et situés dans des plans perpendiculaires à la ligne des pôles. On peut donc prévoir que si l’on introduit un aimant dans une bobine de fil recouvert dont les deux extrémités sont reliés par le conducteur d’un galvanomètre, il y aura un courant induit toutes les fo*s que l’aimant s’approchera ou s’éloignera de la bobine, comme dans le cas précédent, où l’on faisait pénétrer dans la bobine in' duite une seconde bobine traversée par le courant. Les courants induits changent de sens suivant que l’aimant s’approche ou qu’il s’éloigne de la bobine; ils durent tant qu’a lieu le mon'
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- vement et sont d’autant plus intenses que ce mouvement est Plus rapide.
- Si dans l’intérieur de la bobine il se trouve un barreau de fer doux, et si l’on approche de ce barreau un aimant, le courant induit sera beaucoup augmenté, car à l’effet du rapprochement de l’aimant sur le circuit induit vient s’ajouter celui de Aimantation du fer doux qui agit de la même manière,
- Les courants induits sont instantanés dans le cas où ils Proviennent de l’ouverture ou de la fermeture d’un circuit, et Peuvent avoir une durée plus ou moins longue quand ils sont Produits par le rapprochement d’un courant continu ; dans les Aux cas, la masse totale d’électricité mise en mouvement est la même. On comprend donc que dans le premier la durée étant Plus courte, la tension électrique doit être plus considérable. C’est en effet ce qui arrive: aussi les courants d’induction jouis-Sent-ils de propriétés analogues à celles de l’électricité statique. Ainsi quand on interrompt le circuit en coupant le fil, on peut obtenir une étincelle même à des distances assez considérables, k centimètres et mêmè davantage, tandis que pour les courants voltaïques ordinaires l’étincelle n’éclate qu’au contact.
- Machines magnéto-électriques. — On peut obtenir, comme nous venons de le voir, des courants électriques sans le secours ^aucune pile. L’appareil se compose toujours d’un aimant, d’un barreau de fer doux en fer à cheval et d’une bobine entourant fe barreau. En rapprochant et éloignant alternativement l’aimant le fer doux, on obtient des courants qui ont des sens différents Vivant qu’il y a rapprochement ou éloignement.
- On donne différentes formes aux machines électro-magné-^ques. Dans la machine de Clark, une des plus connues, l’aimant est fixé verticalement sur une planchette. Un électro-
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- aimant formé de deux cylindres de fer doux entourés de fil re' couvert de soie et reliés par une traverse également en fer doux est mobile autour d’un axe horizontal qui passe au milieu de la traverse, de telle sorte que les deux branches de Pélectro-aiman1 se trouvent appliquées contre les pôles de l’aimant. Quand °n tourne, au moyen d’une manivelle, l’électro-aimant, ses deux extrémités se trouvent simultanément tantôt entre les deux branches de l’aimant fixe, et tantôt contre ces branches elles' mêmes. Dans le premier cas, l’électro-aimant est à l’état neutre» et dans le second cas il est aimanté par influence ; en passant d’une position à l’autre, il se développe donc dans le fil des courants d’induction dont le sens varie à chaque demi-révolu' tion. Si l’on suit, en effet, un des bras de l’électro-aimant à partit du moment où il se trouve sur une branche de l’aimant fixe, °° voit que dans le premier quart de la révolution il s’éloigne de l’aimant et se désaimante; il se développe alors un courant d’uu certain sens dans le fil : en s’approchant de l’autre branche de l’aimant fixe il s’aimante en sens contraire, et la direction du courant induit dans le fil reste la même que dans la premiere partie du mouvement ; en dépassant cette position l’électro-a1' mant se désaimante de nouveau et la direction du courant changé jusqu’au moment où l’électro-aimant se trouve de nouvea11 dans sa première position après avoir accompli une révolution
- On obtient ainsi une série de courants changeant continuel^' ment de sens et qui jouissent de toutes les propriétés des autres courants. Lorsqu'on tient à la main deux poignées commué' quant avec le fil de la bobine, on ressent des commotions Ù11 sont d’autant plus fortes que la vitesse de rotation est p'llS grande.
- On dispose ordinairement la machine pour que dans le conduc' teur extérieur le courant conserve toujours la même direction' A cet effet, les deux fils qui entourent l’électro-aimant aboutisse111
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- k deux ressorts qui appuient sur l’axe de rotation ; cet axe porte lui -même des communications métalliques qui aboutissent à deux bornes auxquelles s’attache les extrémités du fil extérieur, de façon à former une sorte de commutateur. Pendant une demi-révolution chacun des ressorts reste en communication avec les deux mêmes bornes, et au moment où l’électro-aimant Pusse devant l’aimant, les communications sont interverties; il en résulte que la direction du courant, changeant autour de la bobine, reste la même entre les deux bornes métalliques dans le
- extérieur.
- Au lieu de faire mouvoir l’électro aimant devant le fer doux, on peut laisser l’électro-aimant fixe, et faire tourner un barreau do fer doux devant les deux extrémités de l’électro-aimant. Le résultat est évidemment le même.
- Enfin on préfère quelquefois placer le fil recouvert autour de l’aimant lui-même et faire mouvoir en face une plaque de fer doux. Il en résulte, au moment où la plaque passe devant les extrémités de l’aimant, un changement de position dans les pôles fini produit une véritable désaimantation et donne lieu à des c°ürants induits, aussi bien que l’aimantation et la désaimanta-bon du fer doux.
- Les courants d’induction peuvent être employés pour la télégraphie ; divers essais ont été faits dans ce but, notamment sur ta ligne de Paris à Lille. Mais il faut remarquer que ces cou-rants n’ont qu’une durée déterminée etconstante pour une vitesse de rotation donnée , ils ne peuvent donc convenir à tous les sys-^mes; ainsi pour les appareils Morse, où l’on a besoin de produire des courants d’une durée variable pour obtenir des traits et des points, leur usage ne peut être adopté, au moins dans les éditions ordinaires.
- Il n’en est pas de même pour les appareils à cadran, où chaque
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- émission du courant produisant une aimantation de l’électro-ai-mant, donne lieu à un mouvement de la palette et fait avancer une aiguille d’une division.
- Machines électro-magnétiques à courant continu.— Lorsqu’on tourne avec une très-grande vitesse la manivelle d’une machine de Clark, disposée de façon que les courants conservent la même direction dans le conducteur extérieur, la succession peut être tellement rapide qu’il n’y ait plus d’interruption sensible, et l’on obtient alors une sorte de courant continu. On a construit dans ces derniers temps, sur ce principe, une machine électro-magnétique très-puissante qui est mise en mouvement par une machine à vapeur. Elle comprend un grand nombre d’aimants et d’électro aimants, et tous les effets s’ajoutant, on obtient dans le conducteur extérieur un courant d’une très-grande énergie.
- Ces courants pourraient être à la rigueur employés en télégraphie et remplacer nos piles, mais il y aurait peu d’avantage va la faible intensité nécessaire pour faire marcher les appareils* Ils peuvent avec beaucoup plus de raison être employés dans certaines industries telles que la galvanoplastie. L’éclairage élec' trique peut également bien réussir avec ces courants, et il eSt probable qu’un jour on en pourra tirer un bon parti.
- Courants d’induction produits par les courants voltaïques ord1' navres.—Voici un autre moyen d’obtenir des courants d’inductmn qui nécessite il est vrai l’emploi d’une pile, mais qui permet de transformer avec la plus grande facilité en courant induit, jouissant de propriétés particulières, un courant ordinaire.
- On obtient ce résultat au moyen d’un cylindre de fer dou* autour duquel sont enroulées deux bobines de fil recouvert. O11 fait passer dans l’une d’elles le courant de la pile, et l’autre est aussitôt parcouru par un courant induit de sens contraire. Si ulî
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- tong iil métallique, ou le fil d’une ligne électrique sont en communication avec la bobine induite, ils sont parcourus par ce durant, pourvu que le circuit puisse se compléter soit par le fil toi-même, soit par la terre.
- Le courant induit est d’autant plus fort que l’aimantation du tor doux a été plus grande ; or nous avons vu déjà les condi-toms que doit remplir le fil pour produire la plus forte aiman-totion possible. S’il n’y a pas de grande résistance extérieure à to bobine, elle doit être formée de gros fil et faire un petit nombre de tours. C’est le cas qui se présente ici, puisque la résistance extérieure est seulement celle de la pile. D’un autre côté, l’action sur le circuit induit est proportionnelle à l’étendue de ce circuit, ou plutôt au nombre de tours qui environnent l’électro-tornant. Donc, en résumé, la bobine inductrice doit être formée de gros fil et avoir peu de tours, tandis que la bobine induite, a,J contraire, doit être formée de fil fin enroulé un grand nombre de fois autour du fer doux.
- Dans quelques pays on emploie un appareil semblable pour transmettre les signaux télégraphiques. Le manipulateur est un levier semblable à celui de l’appareil Morse qui ferme le circuit de la pile locale par l’intermédiaire du fil inducteur; le fil induit est en communication avec la terre d’une part et de l’autre avec to ligne. Au moment de la fermeture du premier circuit, il se développe un courant induit qui se rend à l’extrémité de la ligne dans l’appareil récepteur ; ce courant ne dure qu’un instant très-court. Quand on lève le levier, on rompt le circuit inducteur, et un second courant de sens contraire au premier parcourt de nouveau to ligne. Pour appliquer ce genre d’appareil au système Morse, dont l’alphabet comprend des traits et des points, il faut apporter au relais une modification qui consiste principalement à remplacer l’armature mobile en fer doux par une armature aimantée. EHo est attirée au passage du premier courant et reste
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- dans-cette position jusqu’à ce qu’un second courant vienne a*' manter en sens conlraire l’électro-aimant et produire une ré-pulsion.
- Propriétés des courants d’induction. — Les courants d’induC' tion, sans différer essentiellement des courants ordinaires, ont pourtant certaines propriétés particulières ; ils ont une grande analogie avec les décharges instantanées qu’on obtient quand on met le conducteur électrisé d’une machine électrique en communication avec la terre, ou quand on réunit les deux armatures d’une bouteille de Leyde, Ainsi on obtient des étincelles en in* terrompant le circuit et en le complétant par deux pointes placées à une certaine distance l’une de l’autre. Les étincelles peuvent avoir 2 à 3 centimètres de longueur et même davantage, suivant la force de la pile inductrice et la forme de l’appareil, tandis qu’avec les courants ordinaires, c’est au contact seulement qu’on peut obtenir des étincelles. Les courants d’induction s’isolent difficile' ment, et beaucoup de substances, telles que le bois, l’ivoire, etc. i qui ne conduisent pas l’électricité pour les courants voltaïques» sont de bons conducteurs pour les courants induits. Ainsi donc sur une ligne électrique, quand on emploie des courants induits» une partie du fluide doit se perdre par les supports ; mais Ie fer étant incomparablement meilleur conducteur, il en passe suffisamment pour envoyer des courants électriques, même à de grandes distances. Enfin les courants induits produisent des commotions très- violentes sur les êtres animés ; il peut même dans certains cas arriver des accidents si l’on ne prend des pré' cautions quand on fait usage de puissantes machines d’induction et que les courants se succèdent à des intervalles très-rap* prochés.
- En résumé, on peut dire que l'induction est en quelque sorte la transformation de l’électricité à faible tension qui constitue les courants ordinaires, en électricité à une haute tension et jouissant
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- de toutes les propriétés signalées dans l’étude de l’électricité statique.
- Machine d'induction de Ruhmkorff. — Les courants induits s’isolant beaucoup plus difficilement que les courants ordinaires, lorsqu’on les produit avec des bobines ordinaires de fil recou-vcrt de coton ou de soie entourant un électro-aimant, la plus grande partie du fluide électrique se perd.
- M. Ruhmkorff a eu l’idée d’isoler beaucoup plus complètement le fil qu’on ne l’avait fait jusqu’alors, en séparant avec soin les spires du fil, en l’enduisant d’essence de térébenthine, et il est arrivé à construire une machine qui produit des effets surprenants.
- Quant à la fermeture du circuit inducteur, au lieu de le Produire à la main ou au moyen d’une machine spéciale, on a utilisé le courant inducteur lui-même par une disposition analogue à celle de nos appareils trembleurs. Le pôle de la pile communique avec un petit levier terminé par une plaque de fer doux qui à l’état de repos appuie sur un support métallique auquel est attachée l’une des extrémités du fil inducteur, l'autre extrémité aboutissant à l’autre pôle de la pile. Le circuit se trouve donc fermé, et la petite plaque est attirée ; en se séparant du support métallique sur lequel elle reposait, elle rompt la communication et le fer doux se désaimante ; la plaque revient par son Poids ou en vertu d’un ressort à sa position première. On a ainsi une série de contacts intermittents qui produisent autant de courants induits.
- Quant au noyau de la bobine, il est formé d’une série de petites tiges en fer doux très-pur.
- On obtient avec cet appareil des étincelles qui ont jusqu’à 1 décimètre de longueur. Leur succession rapide permet d’étu-
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- dier une foule de phénomènes électriques qu’on observait diffi' cilement avec les machines et les bouteilles de Leyde, qui exigeaient un temps considérable pour se charger ; la machine de Ruhmkorff présente en quelque sorte une machine électrique ordinaire constamment électrisée.
- Cet appareil est destiné en outre à jouer un rôle important dans quelques applications de l’électricité, et particulièrement dans l’emploi qu’on peut en faire pour faire partir les mines-Il suffit en effet d’une machine de Ruhmkorff, de quelques éléments Bunsen et d’une longueur de fil recouvert de gutta-perch3 suffisante, pour faire partir une mine à une distance considérable de l’expérimentateur.
- Induction d'un courant sur lui-même. — Quand un courant parcourt un circuit et que certaines parties se trouvent rappro-chées les unes des autres, on peut constater des phénomènes d’induction dont la cause est analogue à celle des courants in* duits dont nous avons parlé plus haut. Leur observation est souvent difficile parce que ces courants se confondent avec Ie courant principal, et il faut des dispositions spéciales pour les observer. Cette induction est beaucoup augmentée quand nn électro-aimant se trouve dans le circuit, puisque son aimantation ou sa désaimantation s’ajoute à l’effet du courant principal.
- Lors donc qu’un fil, dont une partie est enroulée en hélice, est parcouru par un courant, on peut admettre qu’au moment où le courant s’établit, il s’en développe un second de sens contraire qui diminue pendant un moment très-court l’intensité du premier, et au moment où l’on rompt le circuit il s’en développe un second de même sens. Ce second courant ne pent s’observer que si l’on complète immédiatement le circuit put un autre fil. Ce fait se présente souvent dans les bureaux télégraphiques : après avoir envoyé le courant de la pile au poste
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- c°rrespondant, si l’on revient subitement à la position de ré-Ception en plaçant le galvanomètre dans le circuit, on observe Uri petit courant dont la direction est la même que celle du premier, et qui n’est autre que le courant induit. Il ne faut pas c°nfondre ce courant avec le courant de retour dont nous parerons plus loin, qui se produit sur les longues lignes et surtout Sür les lignes sous marines, et dont la direction est précisément c°ntraire.
- VITESSE ET PROPAGATION DE L’ÉLECTRICITÉ.
- C’est à M. Wheastone qu’on doit les premières études sur vitesse de propagation de l’électricité. Ses expériences furent ^Ûes au moyen de la bouteille de Leyde.
- Concevons six boules métalliques, disposées comme l’indi-la figure ci-dessous, c’est-à-dire les boules B et C réunies tor un long fil métallique, et les boules D et E également réu-
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- par un fil. Si l’on met les boules A et F en communica-^°n avec les deux armatures d’une bouteille de Leyde, le fluide fessera de la boule A à la boule B en produisant une étincelle ;
- suivra le fil conducteur BMC; une nouvelle étincelle par-llr& entre C et D ; le fluide passera dans le conducteur D N E, et ei*ûn une troisième étincelle éclatera entre E et F.
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- Si ces trois étincelles éclatent en même temps, et si les conducteurs B M G et D N E sont suffisamment longs, on doit en conclure que *le fluide électrique se transporte instantanément d’une extrémité du conducteur à l’autre; si, au contraire, il Y a un retard dans les étincelles, si elle apparaît d’abord entre A et B, puis entre C et D, et enfin entre E et F, on en conclura que le fluide ne se transmet pas instantanément, et le retard des étincelles permettre de déterminer la vitesse du fluide. '
- On est parvenu à apprécier le temps infiniment court qui sépare les décharges électriques entre les différentes boules moyen d’un miroir tournant autour d’un axe légèrement inclifle sur son plan. En regardant dans le miroir, pendant qu’^ tourne, l’image d’un point lumineux, on le voit décrire ufl arc de cercle et l’axe semble tourner.
- Les boules étant placées sur cet axe, on regarde par réflexion les étincelles au moment de la décharge. Si elles éclatent en même temps, on doit apercevoir une ligne droite lumineuse correspondant à une position unique de l’axe. Si, au contraire? il y a un retard et que l’étincelle éclate d’abord entre les deu* boules les plus voisines du miroir, puis entre celles du milie11’ puis enfin entre les deux dernières, l’image sur le miroir doit représenter une ligne oblique par rapport au rayon, et d’apreS l’angle que forme cette ligne avec l’image de l’axe et la vilesse de rotation connue du miroir, on a facilement le retard des étincelles. On a reconnu par cette méthode qu’il se produit d’abord deux étincelles simultanément entre les boules A et B, et entre E et F, et plus tard il en éclate une entre les boules du milieu C et D, ce qui montre que l’électricité part el1 même temps des deux armatures de la bouteille de Leyde* Si l’on met l’une des armatures en communication avec la terre en même temps que l’une des boules extrêmes, F, par exemple, on voit que l’étincelle part d’abord entre les de«*
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- Minières boules A et B, puis enlre les deux suivantes C et D, eten dernier lieu enlre les deux dernières. Le fluide part donc, ce cas, de l’armalure en communication avec la boule P°ur se rendre directement dans le réservoir commun.
- Lette méthode ne peut s’appliquer qu’à des décharges élec-P'iflues. On a trouvé que la vitesse de propagation pouvait ^re évaluée à Zi00,000 lieues par seconde. Depuis, d’autres expériences ont été faites en employant des courants voltaïques binaires ; elles ont donné des résultats bien différents. Voici ^filment ont été faites les premières, par MM. Gounelle et
- ^seau.
- Leur appareil se compose d’une petite roue interruptrice en k°is portant sur sa circonférence des lames de platine dont la 'argeur est égale à celle des parties isolantes. Deux ressorts Pareils, AC et B D, appuient sur la roue de façon à toucher ^ même lame. Si la roue tourne, les ressorts ne sont en com-
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- munication qu’au moment où ils pressent sur une partie métallique. Deux autres ressorts, disposés comme les premier3) reposent sur une autre partie de la circonférence. Ces quatre reS' sorts passent en même temps d’une division à une autre de la roue.
- Le ressort B D est en communication avec l’un des pôleS de h pile P, dont l’autre correspond à la terre ; le ressort A C est relié au conducteur M N dans lequel on veut m®' surer la vitesse de l’électricité , l’extrémité opposée venaI^ aboutir au ressort L ; quant au quatrième ressort, H, il est efl communication avec la terre par l’intermédiaire d’un galvan0' mètre G.
- Si, d’après la position de la roue, les quatre ressorts se tro11' vent sur des lames de par les ressorts B O et A C dans le conducteur C M N H,el revient par l’intermédiaire des ressorts L et H dans le galva*10' mètre G, et enfin par la terre à l’autre pôle de la pile. Nol,s supposons que la ligne L T n’existe pas pour le moment.
- Quand la roue tourne, les quatre ressorts se trouvent ensem^e sur des portions isolantes, et le courant est interrompu en même temps que la communication du conducteur avec galvanomètre. Le courant passe donc sur la ligne pendant tout le temps que les ressorts emploient à passer sur une lame de platine.
- Jj]
- Supposons que ce temps soit précisément égal à celui du faut à l’électricité pour parcourir le conducteur ; le fluide arrivé au ressort L au moment où ce ressort passera, en même teiUP5 que le ressort H, sur une lame isolante, et le courant ne pourta traverser le galvanomètre.
- Ainsi donc, en tournant la roue d’abord lentement, puis ^ augmentant la vitesse de rotation, il semble qu’il doive arri^
- platine, le courant partant de la pile pa3S
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- ,Jn moment où, en observant Je galvanomètre G, on n’observe aucune déviation, et qu'en calculant le temps qu’emploient les ressorts à passer d’une division à l’autre, on doive obtenir celui flue met l’électricité à parcourir le conducteur.
- Il n’en est pas rigoureusement ainsi, parce que le fd reste chargé d’électricité quand les ressorts passent sur une lame Volante, et que ce fluide passe dans le galvanomètre au contact Vivant avec les lames métalliques.
- C’est pour opérer la décharge du fil que l’on ajoute un fil de dérivation L T. Il doit avoir une assez grande résistance pour flue, quand la roue est au repos et que les ressorts appuient sur des lames de platine, le courant se divise en L en deux Parties et qu’une portion notable passe par le galvanomètre.
- On tourne donc la roue et l’on suit l’aiguille du galvanomètre dont la déviation va en diminuant à mesure que la vitesse augmente ; le moment où cette déviation cesse de décroître fait connaître le temps que l’électricité emploie à parcourir le conducteur.
- Si la rotation, à partir de ce moment, devient encore plus rapide, la déviation augmente et atteint un maximum qui a heu lorsque l’électricité qui part du ressort H arrive en C, aa moment où les ressorts passent de nouveau sur une lame conductrice.
- On a trouvé ainsi que la vitesse d’électricité est : dans le fer, de 100,000 lieues par seconde, et dans le cuivre de 180,000 houes.
- O’autres expériences faites depuis ont donné des nombres *rès-différents, et ces différences résultent de ce que les lignes essayées n’étaient pas toutes dans les mêmes conditions. Nous
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- allons voir, en effet, que les corps conducteurs qui se trouvent dans le voisinage d’un fil métallique peuvent diminuer notablement cette vitesse ; mais, en outre, même pour des lignes isolées de la même manière, le nombre qu’on doit trouver pour la vitesse varie avec la longueur du fil sur lequel on fait l’expérience.
- En effet, le fluide électrique ne se transmet pas, à la manière du son, au moyen d’ondulations qui, dans le même temps> parcourent un espace déterminé, ou à la manière d’un corps solide qui traverse l’espace avec un mouvement uniforme.
- Si l’on veut bien se rendre compte de tous les phénomènes qul se produisent, il faut plutôt l’assimiler à un gaz qui se répand dans un tuyau vide. Le gaz commence à s’étendre dans le tuyau, il arrive presque immédiatement à l’extrémité, mais en petite quantité, puis peu à peu la pression s’accroît, le tuyau s’emplit» et enfin l’écoulement devient uniforme.
- Pour la propagation de l’électricité dans un fil, il en est ainsi •' le fluide arrive instantanément à l’extrémité, mais il ne produit pas d’abord d’action sur les appareils ou les galvanomètres» parce que la quantité qui passe est insensible. Peu à peu la tension augmente, le fil se charge, et au bout d’un instant appréciable, le courant s’établit d’une manière uniforme et persiste tant que le contact avec la pile dure à l’autre extrémité.
- C’est donc seulement lorsque l’écoulement ou plutôt le courant a acquis une certaine intensité, que les appareils ou leS galvanomètres accusent son passage, et il faut pour arriver à moment, que le fil se soit d’abord chargé. Or, on démontre par le calcul que le temps qu’il faut pour arriver à cet instant n’es1 pas proportionnel à la longueur du fil, mais bien au carré d® cette longueur.
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- Ainsi, si la longueur du fil est a, et si le courant apparaît à
- ''extrémité du fil au bout d’un temps le temps qu’il faudra
- Pour obtenir le même courant avec la même pile au bout d’un fil
- de longueur double, 2a, sera ht. Ce même temps, pour un fil de
- longueur 3a, sera 9£, et ainsi de suite. On voit donc que si l’on
- divise la longueur de la ligne par le temps, comme on le fait
- ordinairement pour avoir la vitesse de l’électricité, on aura pour
- i a , , 2a
- premier fil —, pour le second
- t
- troisième —X— et ainsi de suite. 3 t
- kï ou Txf ’ pour Ie
- On trouve donc un nombre d’autant plus petit que la longueur de la ligne sur laquelle on fait l’expérience est plus grand.
- Lorsque le contact avec la pile cesse, le fluide continue à s’écouler à l’extrémité, mais le courant diminue de plus en Plus jusqu’à devenir nul. On voit que l’électricité se comporte Encore ici, comme un gaz dans un tuyau, qui, s’il n’est plus en communication avec la source, s’étend encore dans le tuyau, Pais s’échappe peu à peu jusqu’à ce que le tuyau soit tout à teit vide.
- On prouve facilement par l’expérience la réalité de ces faits. Si, en effet, on place à l’extrémité d’une ligne un appareil élec-tro-chimique, formé d’une bande de papier préparé au cyanure de potassium, se déroulant d’un mouvement uniforme, et d’une Pointe de fer mise en communication avec le fil de la ligne et aPpuyant sur le papier dont l’autre côté communique avec la terre, on voit une trace bleue sur le papier chaque fois qu’il est traversé par le courant. Or, si la ligne est assez longue, on voit cette trace, d’abord faible, augmenter peu à peu, et enfin conserver son intensité ; puis si le courant est interrompu, cette teace s’affaiblit graduellement jusqu’à ce qu’elle disparaisse.
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- Cette expérience réussit surtout bien avec les lignes souterraines et sous-marines.
- Le courant de retour est une conséquence de cette propagation de l’électricité. En effet si, après avoir mis le fil en communication avec la pile, on le fait subitement communiquer avec la terre, il est clair que le fluide dont le fil est chargé doit s’étendre des deux côtés et qu’une portion doit revenir au point de départ. Si un galvanomètre ou un récepteur se trouvent sur le parcours, ils doivent indiquer la trace d’un courant venant du fil.
- Cet effet qui se produit tous les jours dans nos postes, est une 'nouvelle preuve que la propagation de l’électrité ne peut être assimilée à celle du son ou à celle d’un corps lancé dans l’espace.
- Dans les lignes sous-marines, la vitesse de propagation est beaucoup plus faible que dans les lignes aériennes ; ce retard est dû à la condensation de l’électricité contre les parois du fil conducteur.
- On sait, en effet, que le fil de cuivre qui est destiné à la transmission est entouré de gutta-percha, et, en outre, enveloppé de fils de fer destinés à le préserver au fond de la mer contre les agitations de l’eau. L’ensemble du fil et de son enveloppe forme donc une sorte de bouteille de Leyde, dont le conducteur est l’armature intérieure, le fil préservateur l’armature extérieure-, enfin la gutta-percha remplace le verre des bouteille5 de Leyde ordinaires. Si donc on met le fil en communication avec le pôle positif de la pile, le fil de cuivre se charge d’électricité positive, et l’enveloppe extérieure, par influence, d’électricité négative qui neutralise une partie du fluide positif conducteur, ainsi que nous l’avons expliqué à propos des bouteilles de Leyde. La charge totale du fil est donc beaucoup p>u9
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- grande que lorsque le fil est suspendu dans l’air. Or, puisque le courant ne peut s’établir régulièrement que lorsque'cette charge est complète, il est clair que le temps nécessaire pour obtenir, à l’extrémité, la production d’un signe est beaucoup plus grand que dans le cas ordinaire. Plus l’influence de l’enveloppe est grande, et plus la charge du fil est considérable, par conséquent moins est grande la vitesse de propagation. Comme l’influence de l’enveloppe diminue avec son éloignement, on est conduit à penser que, pour obtenir une transmission plus rapide, il faut augmenter l’épaisseur de la couche de gutta-percha.
- On ne peut, comme pour les fils aériens, assigner un chiffre exact pour la vitesse, puisque cette vitesse dépend de la longueur de la ligne. Le temps employé par l’électricité pour charger le fil et arriver à un écoulement perceptible étant proportionnel au carré de la longueur.
- Ainsi, pour la vitesse, on a trouvé dans des expériences faites entre Londres et Bruxelles, au moyen des fils sous-marins, une vitesse de 4,300 mètres par seconde. Sur d’autres lignes souterraines et sous-marines, on a trouvé des nombres très-différents, ce qui s’explique très-naturellement comme nous l’avons dit plus haut.
- COURANTS THERMO-ÉLECTRIQUES.
- Nous dirons seulement quelques mots sur les courants thermoélectriques, qui n’ont en télégraphie qu’une importance très-secondaire, mais peuvent pourtant permettre d’expliquer quelquefois certains courants d’une intensité très-faible qui parcourent les fils télégraphiques.
- Lorsque les deux points d’un fil sont à des températures dif-
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- férentes, il se produit un courant d’électricité positive qui marche de la partie chaude à la partie froide et dépend de la différence des températures. Si l’on imagine un circuit complet formé d’un seul fil et chauffé inégalement en divers points, il n’en résulte ancun mouvement électrique, parce que les courants ont lieu en sens contraire et sont égaux; mais si le circuit est formé de deux métaux, cuivre et bismuth, par exemple, et si l’on chauffe l’une des soudures en refroidissant l’autre, les courants sont inégaux dans les deux fils, à cause de l’inégalité de propagation du calorique, et l’effet définitif est un courant qu’on peut observer au moyen du galvanomètre. Lorsque les deux corps sont le cuivre et le bismuth, le courant marche de la soudure chaude à la soudure froide dans le cuivre.
- On comprend que, pour les fils télégraphiques, une très -grande différence de température entre les points extrêmes puisse occasionner un petit courant ; mais comme la résistance du conducteur est toujours très-considérable, ces courants doivent être à peine sensibles.
- Depuis quelque temps l’électricité s’est enrichie de quelques faits nouveaux, qui ont même donné lieu à des théories dont la plus importante est celle du dia magnétisme; mais comme elles sont complètement étrangères à la télégraphie électrique, nous les passerons sous silence cette année.
- FIN.
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