La Lumière électrique
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d‘Électricité
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- LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- DIRECTEUR Z
- I)r CORNELIUS HERZ
- APPLICATIONS L),E L’ÉLECTRICITÉ I UMIÈRE ÉLECTRIQUE — TÉLÉGRAJPHIE ET TÉLÉPHONIE SCIENCE ÉLECTRIQUE, ETC.
- TOME QUARANTE-UNIEME
- PARIS
- AUX BUREAUX DU JOURNAL
- 31, — BOULEVARD DES ITALIENS, — 31
- I «9 I
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricitè
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XLI) SAMEDI 4 JUILLET 1891 No 27
- SOMMAIRE. — Essai d’une théorie simple des machines à champ magnétique tournant; Frank Géraldy. — Sur la résistance magnétique à la surface; C. Raveau. — Chemins de fer et tramways électriques; G. Richard. — Chronique et revue de la presse industrielle : Sur le raccordement des paratonnerres aux canalisations d'eau et de gaz dans la ville de Hambourg, par M. le Dr Voiler. — Détermination de la longueur du fil de cuivre guipé enroulé sur une bobine. — Le télégraphe en Norvège. — Rendement pratique des appareils télégraphiques. — Phonographe Dodge. — Revue des travaux récents en électricité : Sur la détermination de l’équivalent mécanique de la chaleur, par M. Marcel Deprez. — Contribution à l’étude de l’emploi des lumières artificielles en photographie, — Nécrologie : Wilhelm Weber. — Faits divers.
- ESSAI D’UNE THÉORIE SIMPLE
- DES MACHINES A CHAMP MAGNÉTIQUE TOURNANT
- MM. Hutin et Leblanc ont développé dans La Lumière Electrique une théorie complète des machines à champ magnétique tournant. Cette théorie rigoureuse se présente sous une forme algébrique un peu ardue. Les auteurs nous ont donné,en mêmetempsquelesconclusions, lespro-cédés d’investigation qui leur ont permis de les découvrir et de les démontrer; leur travail, en dehors de la nouveauté et de l’importance des résultats qui y sont consignés, est donc par sa forme même du plus grand intérêt. Mais on doit reconnaître qu’il est d’une lecture difficile. Il a paru que les résultats une fois acquis, il était possible de les exposer et d’en donner une démonstration suffisante par des procédés simples et d’un accès facile. C’est ce quej’ai tenté dans le^présent essai.
- On ne devra pas y chercher une rigueur absolue, mais plutôt un exposé logique des phénomènes et de leurs lois, présenté sous une forme qu’on s’est efforcé de rendre à la fois claire et mathématique.
- La machine simple à champ tournant se compose, comme on le sait, de deux champs magné-
- tiques placés à angle droit, dont le premier est excité par un courant alternatif représenté par
- I = A sin a,
- le second par un courant delà forme
- I = A cos oc.
- Une pareille machine peut être figurée schématiquement de la manière indiquée figure i ; le champ formé par les bobines A B sera le champ sinus, celui qu’engendrent les bobines C D sera le champ cosinus.
- Les machines combinées-produites par M.Tesla et par M. Dobrowolsky consistent dans la subdivision de l’angle compris entre les bobines A et B.
- Dans la machine élémentaire (fig. i), après avoir constitué un système magnétique inducteur excité par le courant sin a, nous plaçions à 90° un autre système magnétique; le courant excitateur de ce système était également en retard de 900 sur le premier courant, puisqu’il est représenté par
- cos a = sin ^ .
- Dans les nouvelles combinaisons, on dispose, par exemple, entre les bobines A B (fig. 2), deux autres systèmes magnétiques CD et E F placés à des angles de 6o° et qui sont parcourus par des courants en retard l’un sur l’autre du même
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- angle, les trois courants étant représentés parcon séquent par les formules
- I = A sm aK l = A sin (a — I = Asin [a — =jj.
- Cette subdivision, qui peut être portée aussi loin qu’on le voudra en augmentant le nombre des circuits, est destinée par ses inventeurs à rendre l’action plus constante.
- Elle entraîne naturellement la multiplication du nombredesconducteurs.il faudraiten toute rigueur, pour n courants excitateurs, 2ti fils : à tout le moins, si on leur donne à tous un même fil de retour, ce qui peut ne pas être sans inconvénients, il faut n + i fils.
- Cependant, dans le cas particulier indiqué figure 2, bien qu’il y ait trois courants, on peut n’employer que trois fils. La raison en est la suivante.
- Considérons les courants
- 1 = A sin a et
- I = A sin (a —
- Si, après les avoir amenés par deux câbles, nous les réunissons dans un même fil, celui-ci devra porter un courant rèprésenté par
- I =A j^sin a + sin — "T")]'
- Or, si on applique la formule connue
- en se souvenant que
- V
- on trouve
- cos
- 71 I
- sin a + sin ^a — ~J~) — sin
- 3'-
- La superposition des deux premiers courants fournit donc le troisième, et le fil de retour commun des deux premiers circuits sert en même temps de fil excitateur au troisième.
- Cette solution est au fond celle qu’a donnée M. Dobrowolsky. La machine de cet inventeur se présente sous une autre forme, et on donne deson fonctionnement une explication compliquée; mais l’examen montre immédiatementque l’explication simple qui vient d’être présentée est complètement exacte; et il en résulte que, au moins d’après
- les descriptions connues, la machine de M. Dobrowolsky n’est qu’un cas particulier ingénieux des machines à champ tournant subdivisé, imaginées par M. Tesla.
- La machine de MM. Hutin et Leblanc est différente. Dans ce système, la circonférence inductrice est encore divisée en parties égales, qui doivent être en nombre multiple de quatre. Mais les courants ne suivent pas cette division. Deux courants excitateurs seulement sont employés, en retard l’un par rapport à l’autre d'un quart de phase, comme dans la machine simple à deux champs croisés. Les pôles excités par ces circuits sont alternés les uns avec les autres. La figure 3 indique cet arrangement. Les bobines inductrices de numéros impairs 1, 3,5, etc. appartiennent au premier
- sin a.
- Fig. 1
- circuit; les bobines de numéros pairs 2, 4, 6, etc. sont sur le second. Les enroulements sont renversés sur un même circuit, de manière que les polarités soient alternées, la bobine 1 donnant un nord pendant que la bobine 3 donne un sud, et ainsi de suite. On retrouve alors les pôles dans le même ordre que dans la machine simple; si l’on compare les figures 3 et 1, on retrouvera dans un quart de cercle de la première les quatre pôles A B C D qui forment le cercle entier de la seconde. La machine Hutin et Leblanc est donc composée de la juxtaposition de plusieurs machines simples; elle est véritablement multipolaire au sens où l’on emploie ce mot pour les machines continues.
- Elle a l’avantage de marcher avec deux courants seulement, et par conséquent, à première vue, avec quatre câbles d’amenée, si elle fonctionne comme réceptrice. On verra dans le travail de MM. Hutin et Leblanc, comment, par un emploi ingénieux
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- du condensateur, ils réduisent ces deux circuits à un seul; il n’entre pas dans notre cadre aujourd’hui de traiter cette question.
- En somme, dans la machine simple ou les machines de champ subdivisé qui en dérivent, on crée un champ magnétique animé d'un mouvement tournant; dans la machine Hutin et Leblanc, on crée un certain nombre de champs qui tournent tous ensemble. La première action pourrait être figurée par une manivelle à un bras ayant son centre en O (fig. r) et faisant un tour de A en A pendant la durée d’une phase des courants excitateurs; la seconde serait représentée par une étoile à quatre bras ayant son centre en O (fig. 3) et tournant pendant la durée d’une phase d’un quart de tour, de manière que le bras qui était en A soit venu en A', ayant ainsi parcouru de A M
- «y//?
- en A' M' l’étendue d’un champ magnétique à courants combinés complet.
- La machine simple n’est, comme on le voit, qu’un cas particulier de la machine multipolaire. Si on désigne dans cette dernière par 211 le nombre des bobines inductrices d'une série (paire ou impaire) il suffira dans les calculs et les résultats de faire n = 1 pour retomber sur la machine simple.
- La figure du champ magnétique nous étant ainsi représentée, il reste à connaître son intensité.
- Si nous considérons la machine simple (fig. 1), il me semble qu’on puisse établir immédiatement que l’intensité du champ est constante. Chacun des champs pourrait être considéré comme une force appliquée au centre O où ces champs viennent concourir; on les composerait ensuite suivant la règle applicable aux forces; on obtien-
- drait ainsi un rectangle O M N P dans lequel on aurait
- O P = \JO M2 + O N2 = a -|- cos2 a = 1.
- La résultante serait constante.
- Ce mode de composition des champs magnétiques a été employé par des auteurs de grande autorité; néanmoins je n’oserais le considérer comme légitime; en tout cas, si on essaie de l’appliquer à des champs composés, on n’obtient pas de résultat.
- Je n’ignore pas que la constance des champs tournants n’a pas été admise par les premiers in-
- A s ïrt <x
- Fig. 3 •
- venteurs; ils ont été conduits à imaginer des machines complexes, justement parce que l’effort exercé dans les moteurs simples pendant un tour leur a paru variable; mais la contradiction n’est qu’apparente. Le champ auquel nous attribuons une valeur constante est le résultat théorique de la combinaison de deux ou plusieurs champs; il suppose des lignes de force également réparties, la perméabilité du fer constante, et d’autres conditions qui peuvent fort bien n’être pas réalisées en pratique; il est visible à priori, en effet, que dans une machine à quatre pôles, en raison de la discontinuité des pièces, ces conditions sont fort mal satisfaites et que l’effort doit être sensiblement variable. On se rapprochera d'autant plus de la théorie,
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- cela semble évident, que le nombre de pôles sera plus grand, la répartition des lignes de force étant plus égale et la discontinuité moins grande.
- Ces considérations à priori sont confirmées et éclairées par la très élégante démonstration que nous allons donner et qui vient de nous être communiquée par MM. Hutin et Leblanc.
- Prenons un anneau de fer dont nous voulons former un inducteur à champ tournant; pour cela, nous le recouvrons de deux enroulements superposés (fig. 4).
- L’enroulement intérieur, considéré à partir du rayon oa pris comme origine, se compose d’une
- Fig. 4
- série de bobines a a', a' a" enroulées alternativement en sens contraire, en sorte que ces bobines donneront en leur milieu en A Ax et A’ A’j des polarités successivement inverses : l’enroulement extérieur est disposé absolument comme le premier, seulement il prend son origine au point A, au milieu de i’une des bobines du premier, en sorte qu’il y a chevauchement.
- Si nous lançons dans le premier circuit un courant
- I = A sin 2 tc
- dans le second un courant
- \
- I = A cos 2
- nous avons un champ tournant.
- Considérons un tube de force de ce champ, par exemple un tube allant en MN dans l’inducteur du pôle -j~ sin en A Ax au pôle — sin en A'A’1( dans les entrefers il suivra les rayons M M’, N N’, et se fermera dans l’induit par un arc de cercle M’N'. Ce tube de force tournera avec le champ dont il fait partie.
- Examinons quelle est la puissance magnétisante qui engendre ce tube.
- Elle est, comme on sait, représentée par NI, N étant le nombre de spires des circuits magnétisants, 1 l’intensité qui les parcourt.
- Les deux enroulements concourent au résultat. Considérons d’abord le circuit sinus. Dans la position M N M’ N’ du tube, ce circuit ne fournit pas de spire agissante, les spires comprises entre A et a’ étant de nombre égal et de sens contraire aux spires comprises entre a’ et A’. Lorsque le tube s’est déplacé, par exemple dans la situation MjNi M\ N’t, la différence n’est plus nulle; le circuit donne un nombre de spires actives qui va en croissant à mesure que le tube se déplace et devient maximum quand il est venu sur les rayons a’ 0, a" 0 embrassant exactement la deuxième bobine de l’enroulement; le nombre diminuera ensuite pour redevenir nul après un nouveau déplacement égal au premier, et ainsi de suite.
- La fonction qui représente le nombre de spires actives fournies par le circuit considéré est donc périodique.
- Elle a pour variable l’angle décrit par le champ dans sa rotation.
- Mais, comme toute fonction périodique, elle peut être représentée, conformément à la série de Fourier, par une somme de sinusoïdes, et en appelant Nt le nombre de. spires actives fourni par le circuit considéré, N0 le maximum de ce nombre, T étant par définition la durée d’une phase du courant excitateur, et par conséquent le temps que met le champ à passer d’un pôle A à un pôle A’, nous pourrons écrire
- N, = N0 sin 2 n ^ + N', sin 4 n ^ - 9j etc.
- Si l’arc embrassé sur la circonférence est peu étendu, nous pourrons nous en tenir au premier terme; l’erreur sera celle du sinus à l’arc, et la simplification sera légitime. Nous écrirons donc définitivement pour le premier circuit
- N, = N„ sin 2 n
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- Lë deuxième circuit est, comme disposition, identique au premier; il n’en diffère que parla situation, et il est évident que nous n’avons pour lui qu’à écrire immédiatement
- Le nombre Nt + N2 des spires agissantes nous est connu; il reste à tenir compte des intensités.
- Nous savons que dans le premier circuit passe le courant
- I = A sin 3), ^ ;
- il nous donnera donc
- N, I = N„ A sin2 27c
- Le second donnera de même
- Ni I = N, A cos2 2 n — ;
- donc
- N ! = N, A ^sin2 2 n ~ + cos2 2 n ^
- = N, A.
- La puissance magnétisante est constante; le champ, ayant d’ailleurs partout une disposition identique, sera donc constant.
- Cette démonstration très intéressante fait voir qu’il est légitime de considérer en théorie le champ tournant comme ayant une valeur constante; elle montre en même temps que cette condition n’est réalisée qu’approximativement en pratique. 11 faut, pour s’en approcher, des circuits inducteurs très continus aussi superposés que possible et des champs de peu d’étendue.
- La pratique avait dirigé les divers inventeurs dans ce sens; la théorie avait conduit MM. Hutin et Leblanc à une réalisation assez complète pour que l’expérience ait permis d’accepter le résultat comme atteint.
- Nous considérerons donc le champ commecon-stant, et partant de cette hypothèse nous pourrons examinerle fonctionnement de la machine, ce que nous allons entreprendre.
- Ü:
- Les déductions et les calculs qui vont suivre s’appliquent aux machines multipolaires du type Butin et Leblanc, et, comme cas particulier, aux machines simples composées de deux champs
- croisés ; il serait possible de les étendre aux machines à champ subdivisé ; je n’ai pas cru devoir le faire ici, afin de ne pas donner trop d’importance à ce premier éssai. ;
- Nous considérons donc une machine dont l’enroulement inducteur se compose de 4 n bobines, dont 2 n sont parcourues par un courant de la forme 1 = A sin a et les 2 n autres par un courant de la forme 1 = A cos a.
- Les bobines des deux circuits sont intercalées1 et les bobines d’un même aimant sont alternativement renversées de manière que la combinaison de quatre bobines successives forme un champ tournant. 11 y a donc n de ces champs pour la machine entière.
- Ils sont animés d’un mouvement tel que pen-: dant la durée T d’une période des courants excitateurs, chacun de ces champs tourne de l’angle correspondant à un champ combiné complet,;
- soit de l’angle 2~. L’intensité de ces champs est
- constante.
- L’induit est compose de 2« bobines. Chacune de ces bobines, comme cela est indiqué figure 3, embrasse un angle égal à celui que font entre elles deux bobines successives d’un circuit inducteur ; toutes les bobines correspondant au circuitinduc-; teur excité parle courant A sin a— que nous appellerons pour abréger le circuit inducteursinus — sont reliées entre elles et forment un circuit induit; les autres sont également reliées et forment un deuxième circuit, distinct du premier. Ces circuits sont fermés sur eux-mêmes, soit directement, soit avec introduction de résistances extérieures dans les cas qui seront indiqués plus loin.
- Dans cette machine, si nous supposons que l’in , duit soit immobile, le champ tournant conservant son mouvement, il sera engendré dans les circuits de l’induit des courants qui auront autant de périodes que le courant inducteur. Nous avons nommé T la durée de cette période; le nom -,
- bre de phases par seconde serait alors soit N ce
- nombre.
- Supposons au contraire que le champ soit immobile et que l’induit seul tourne avec une vitesse de O tours par seconde ; il se produira une phase dans l’induit chaque fois qu’une bobine aura parcouru un champ complet. De AM en A' M (fig. 3) il y aura donc n phases par tour et »ü phases par seconde.
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- Mais, comme on sait, le sens du mouvement d’un induit est toujours tel qu’il tend à annuler les courants qui le produisent; les phases dues au mouvement de l’induit seraient donc de sens contraire aux phases engendrées par le courant inducteur.
- Il s’ensuit que si on avait il Q = N,
- ce qui reviendrait à faire tourner l’induit aussi vite que le champ, il ne se passerait rien, et les phases seraient nulles. Si ce résultat n’est pas atteint, il n’y aura de renversement dans l’induit qu'en raison de la différence, et en appelant Nx le nombre des phases réellement produites, on aura
- Ni = N — n û.
- En appelant t la durée d’une de ces phases, on poserait
- n, =-. ;
- T
- En résumé, la fréquence du champ inducteur tend à se reproduire dans l’induit, la vitesse de celui-ci tend à annuler cét effet par l’introduction d’une autre fréquence, l’effet produit résulte de la superposition de ces deux effets contraires et se manifeste en raison de ce qu’on pourrait nommer la fréquence différentielle ou relative, qui est seule en jeu. La machine peut donc être considérée comme une machine alternative ordinaire dans laquelle le champ est constant et immobile, tandis que l’induit tourne en faisant un tour dans le temps t pour la machine simple, «t si la machine est multipolaire avec n champs.
- Cette considération nous permet d’arriver immédiatement à formuler les phénomènes. Les lois qui régissent la production du courant dans une bobine qui se meut d’un mouvement continu dans un champ magnétique d’intensité déterminée en faisant un tour pendant le temps t sont bien connues ; il suffit de les rappeler.
- La force électromotrice engendrée sera à chaque instant représentée par la formule
- Ei = E„ cos 2i-,
- T
- L’intensité aura la même phase avec un retard dû à là self-induction L du circuit induit où elle circule et sera représentée par
- I, = I. cos 2 ir ^ — pV
- Nous savons d’ailleurs que la quantité d’électricité mise en mouvement par chaque tour est constante et proportionnelle à l’intensité du champ, en sorte que la force électromotrice E<, devra être
- H étant une constante dépendant de l’intensité du champ (*)
- Il s’ensuit que I„ sera égal à la force électromotrice divisée par la résistance apparente, et nous pouvons écrire, en appelant p la résistance réelle du circuit,
- L H
- _ t
- Enfin nous avons, suivant la formule connue,
- tang 2it« = 2 7t ——.
- T p
- La machine porte deux systèmes de bobines, induites. La figure 3 montre qu’au moment où le système induit Aj Bj A'! etc. passe devant le circuit inducteur sinus, l’autre circuit, Q Dj C\, etc., passe devant le circuit inducteur cosinus; toutes les autres conditions étant les mêmes, les actions dans ces deux circuits sont évidemment identiques, mais décalées d’un quart de phase, et nous n’avons pour les représenter qu’à changer dans les formules précédentes les cosinus en sinus. Nous écrirons donc
- E2 = E„ sin 2 7r -,
- T
- la = I„ sin 2 7t yj,
- E0, IOJ <p, p, et L conservant les mêmes valeurs.
- Les intensités nous étant connues, nous pouvons calculer les efforts qui naissent dans la machine.
- Le couple développé sur un circuit placé dans un champ magnétique dépend seulement de l’intensité du courant qui le parcourt et du nombre de lignes de force qu’il traverse.
- L’intensité qui traverse un circuit à chaque instant nous est connue ; quant au nombre des lignes de force, il sera égal à l’intensité totale du
- (’) Le travail de MM. Hutin et Leblanc nous montre que cette quantité est égale à 2rt|xA, ja étant le coefficient maximum d’induction mutuelle des circuits inducteurs et induits, A l’intensité maxima des courants inducteurs.
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- champ, que nous avons nommée H, réduite suivant l’inclinaison du plan de la bobine sur la direction des lignes, c’est-à-dire multipliée par le cosinus de l’angle dont la bobine a tourné.
- Ce nombre de lignes de force sera donc exprimé par H cos 2 n *, et le couple devra s’écrire ,,, t
- /, S= I H COS 2 IC —.
- T
- La remarque faite précédemment nous permet d’écrire de même pour le second circuit
- f% — H I, sin 2 tt ~ sin 2 tt ^ — 9^ ;
- d’où l’effort pour deux bobines
- '= H I„ j^CC-S 2tt^-COS27t (t- — -J-sin27t^ sin27t ^ — 9^ J
- En introduisant dans cette formule la valeur de I, nous trouvons
- /, = H I, cos 2 tz t- cos 2 n — 9^.
- La formule trigonométrique n’est autre que le cosinus de la différence des angles, et nous avons
- f = H I„ COS 2 JT 9.
- Fig. 5
- Comme il y a « bobines dans chaque circuit, l’effort total sera
- F = «HI( cos 2 m 9.
- Ce couple est constant : le travail est donc proportionnel au temps, et pour la vitesse Q le travail par seconde sera
- S = « û H I„ COS 2 TC 9.
- Ce travail est fonction de la résistance p, de la self-induction L et de la fréquence relative t.
- 11 convient de disposer de ces quantités pour obtenir de la machine le plus grand travail possible. Celle qui peut varier est p, les autres étant
- des données de construction qui ne peuvent être modifiées en marche, tandis que, comme nous l’avons dit, p peut l’être en mettant le circuit induit en communication avec des rhéostats à résistance modifiable.
- Nous connaîtrons la condition à remplir en remplaçant dans l’expression de t les quantités I„ et cos 2 tc <p par leurs valeurs en fonction des autres données et cherchant le maximum de l’expression. On peut également la découvrir en vertu des remarques suivantes.
- Nous savons que
- f L
- tang 2 7t 9 = 2 7t —
- T f
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- ' H
- et que .
- ' H
- Si nous supposons l’angle 2 ic 9 extrêmement .petit, et par suitetang2u 9 très petit, pest extrêmement grand, cos2Trcp devient égal à l’unité, maisl0, qui a au dénominateur \jf-, devient nul, par conséquent le couple F est nul.
- Si nous supposons l’angle 2 « 9 très près de 90° il faudra que tang2 n9 soit infini, et par conséquent p infiniment petit; alors I0 tend vers une valeur finie, mais cos 21:9 devient nul et le couple F est encore nul.
- Le maximum a donc lieu pour une valeur de 2 tz 9 comprise entre 0 et 90°; la raison de symétrie montre immédiatement que ce maximum doit avoir lieu pour 2 n 9 = 45°, c’est-à-dire pour
- tang 2 r. ? = 1 ;
- d’où
- L I
- p = 2 TC — COS 2 ÎI J = — .
- * y 2
- En introduisant ces valeurs dans l’expression du couple F = n HID cos 2 ir 9, on trouve
- Le couple est alors indépendant de la vitesse, seulement la résistance p est fonction de cette vitesse ou du moins de la fréquence relative x. Si donc on veut maintenir ce couple constant pour diverses vitesses et notamment au démarrage de la machine, il faudra donner à p des valeurs différentes à ces divers moments. Dans la pratique, la machine a la forme représentée figure 5 ; elle porte sur l’axe trois bagues avec contacts glis-sanls, auxquelles aboutissent les extrémités des circuits d’induit (avec retour commun). On insère entre ces contacts des rhéostats à résistance variable, qui seront introduits au départ pour rendre certain le démarrage en charge, diminués à mesure que la machine prendra sa vitesse et suppri-mésdorsque la marche normale sera atteinte.
- Dans tout ce qui précède, nous avons implicitement supposé que x est positif, c’est-à-dire que la fréquence due à l’induit est moins grande que
- celle qui est due au courant inducteur Cette condition n’est nullement nécessaire; x peut être négatif, mais alors la devient négatif ainsi que le travail.
- La machine absorbe du travail au lieu d’en rendre. Nous voyons se manifester ainsi la réversibilité de l’appareil. Si la fréquence due à l’induit est plus petite que celledue au champ, ou, autrement, si l’induittourne moinsviteque lechamp, l’appareil tend à affaiblir le courant qu’il reçoit, et fournit du travail mécanique : c’est une machine réceptrice. Si l’induit tourne plus vite que le champ, l’appareil exige du travail, mais il tend à renforcer le courant qu’il reçoit: c’est une génératrice. Si les vitesses sont égales, rien n’est demandé ni produit, comme nous l’avons déjà remarqué (bien entendu en négligeant les résistances passives).
- 11 nous reste à évaluer le rendement de la machine; nous l’obtiendrons en prenant le rapport du travail mécanique engendré au travail total absorbé. Celui-ci se com pose du travail mécanique susdit plus les chaleurs absorbées par les circuits inducteurs et induits. Nous nous placerons dans les conditions de marche maxima déterminées ci-dessus, c’est-à-dire que nous supposerons
- L
- 2u-;
- alors, en appelant R la résistance d’un circuit inducteur et A l’intensité maxima du courant alternatif qui l’anime, la formule à établir sera
- S
- S t p I,2 + R A2 ‘
- Ce rendement est le rendement électrique, abstraction faite des pertes par hystérésis, etc.
- Nous avons, d’après la formule du couple trouvée plus haut,
- ~ h ü H2
- d’autre part
- le rendement sera donc
- il Q H2
- i H2 X 4 71 L'
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- Rappelons la définition de x; nous avions posé
- d’où
- n Q + - I = N,
- T I
- N étant le nombre de périodes du courant excitateur pendant l’unité de temps.
- La formule devient donc
- n Q H8
- 4 n L H2
- xN + RA*'
- 4 TT J-
- La quantité de chaleur RA2 absorbée parle circuit inducteur sera toujours petite ; d’ailleurs nous pouvons la réduire en combinant convenablement nos circuits. Si nous faisons abstraction de ce terme, la formule du rendement se réduit à
- n U
- c’est-à-dire au rapport des deux fréquences.
- Il suit de là que pour que le rendement soit bon, il faut que ces fréquences soient très rapprochées l’une de l’autre, et par conséquent qu’on
- ait — n = ^ très petit. Dans la pratique, avec
- la machine Hutin et Leblanc, cette différence est de quelques centièmes.
- II en résulte nécessairement que p = 2 doit être très petit.
- On voit que les fréquences dues au mouvement de l’inducteur et à celui du champ tournant jouent jusqu’à un certain point le rôle des forces électromotrice et contre-électromotrice dans une machine continue.
- On peut déduire de ces formules, par des calculs simples, divers résultats intéressants; par exemple que si on donne à la machine une fois pour toutes la résistance p très petite, qui convient à un bon rendement en vitesse, et qu’on ne la modifie pas avec des vitesses faibles, ou au départ, l’effort en ce moment devient extrêmement faible et le démarrage en charge ne peut avoir lieu.
- Nous laissons au lecteur le soin de tirer les conséquences; nous nous contentons d’avoir essayé de présenter sous une forme relativement
- simple, les données essentielles d’une machine à champ magnétique tournant.
- Frank Géraldy.
- SUR LA RÉSISTANCE MAGNÉTIQUE
- A LA SURFACE
- Le champ magnétique produit à l’intérieur d’une pièce de fer de forme déterminée par un courant donné varie-t-il lorsque, la forme du fer restant la même, on divise la masse en plusieurs fragments entre lesquels on établit un contact aussi parfait que possible ? Dans une dynamo, par exemple, est-il indifférent, au point de vue du champ produit, de couler d’une seule pièce les pièces polaires et la culasse ou de les constituer de plusieurs morceaux ? Cette intéressante question a été dans ces dernières années l’objet de recherches expérimentales que je vais exposer.
- Le 12 mars 1887 MM. Ayrton et Perry lisaient devant la Physical Society une note sur la « résistance magnétique. » En voici le résumé :
- Deux anneaux de fer d’environ 6 pouces de diamètre, faits d’un même barreau d’excellent fer de Suède d’environ un demi-pouce de diamètre, étaient recouverts d’un enroulement de fil divisé en deux parties, de telle façon qu’on pût faire passer un courant dans l’une des moitiés ou dans les deux, et on mesurait l’induction résultante par l’impulsion d’un galvanomètre balistique disposé en série avec quelques tours de fil enroulés autour du premier. L’un des anneaux était continu, l’autre portait un petit espace vide d’environ 0,8 millimètre dans un plan perpendiculaire à celui de l’anneau et passant par son axe, comme si l’anneau avait été coupé d’un trait de scie.
- L’objet principal des expériences était de déterminer s’il n’y avait pas de « résistance magnétique à la surface, » c’est-à-dire si la résistance magnétique totale du circuit était bien égale à la somme des résistances qu’auraient présentées séparément des masses d’air et de fer identiques à celles qu’on étudiait, si elles avaient fait partie d’un circuit fermé. L’expérience n’a pas montré l’existence de cette résistance à la surface ; on a trouvé pour le rapport des résistances de l’air et du fer le
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- nombre —--, qui, pour cette valeur de la force
- magnétisante, s’accorde bien avec les nombres donnés par d’autres expérimentateurs. Les auteurs en concluent que pour de petites distances la résistance de l’air est proportionnelle à la longueur.
- M. Bosanquet dit qu’il avait toujours trouvé qu’on obtenait des valeurs plus élevées de l’induction au milieu d’électro-aimants à barreaux, ou dans des circuits ouverts, que dans des circuits fermés et pensait que les observations précédentes s'accordaient avec ses propres résultats. Ces résultats n’ont pas été confirmés ; en effet, le 25 juin de la même année MM. Ayrton et Perry lisaient une seconde note dans laquelle ils arrivaient à des conclusions différentes.
- On avait vérifié non plus la proportionnalité de la résistance magnétique d’un intervalle rempli d’air à sa longueur, mais la proportionnalité des variations de la résistance à celle de la longueur. La mesure directe de la longueur donnait un nombre beaucoup plus petit que celui qu'on attendait et, en supposant nulle la résistance à la surface, on trouvait une valeur de la perméabilité du fer non plus 1200 fois, mais 1500 fois plus grande que celle de l’air. Les auteurs en concluaient qu’il existe réellement une résistance à la surface. Le professeur S. P. Thompson fit remarquer que les constructeurs de dynamos devaient connaître ce fait, si l’on en juge par le soin avec lequel ils évitent les joints dans le circuit magnétique partout où c’est possible. A son tour M. Bosanquet mentionna quelques expériences qu’il avait exécutées récemment sur la résistance des joints pendant les différentes phases de l’ajustement; les variations de résistance sont très grandes et la conclusion était que, si exact que soit l’ajustement, il n’est pas possible de réduire la résistance à la surface à une valeur négligeable.
- De cette dernière communication, un fait semblait ressortir indiscutablement : c’est que la perméabilité magnétique d’un ensemble de pièces de fer accolées les unes aux autres est inférieure à la perméabilité d’une pièce unique ayant la même forme que l’ensemble. Mais il était nécessaire d’étudier la question d'un peu plus près ; c’est ce qu’ont fait d’abord MM. J. J. Thomson et Newall (1). (*)
- (*) Proc, of tbe Cambridge Philosophical Society, février 1887.
- 1
- Les auteurs ont opéré avec deux grandes bobines ayant chacune 9 tours de fil de cuivre épais par centimètre de longueur, les fils pouvaient conduire un courant de plus de 120 ampères, de sorte que le champ produit s’élevait jusqu’à 1500 unités C. G. S., la longueur totale des bobines étant de 40 centimètres. Elles étaient séparées par un intervalle de 15 centimètres. Le courant était produit par dix accumulateurs, généralement accouplés en série, et était mesuré par un ampèremètre de la forme indiquée par sir W. Thomson.
- On mesurait l’induction magnétique par la méthode balistique. Un tour de fil isolé était enroulé autour du noyau de fer en son milieu, et ses extrémités étaient reliées à des fils qui conduisaient à un galvanomètre balistique placé à une distance de 9 mètres. On tarait le galvanomètre en y déchargeant un condensateur de capacité connue chargé par des piles Clark.
- Dans les dernières expériences on a déterminé la valeur des déviations du galvanomètre en observant les déviations produites par la rotation subite de 180° d’une bobine d’aire connue dans le champ magnétique terrestre, quelquefois autour d’un axe horizontal, cette bobine étant dans le circuit du galvanomètre. On a obtenu, sans précautions spéciales, une induction magnétique de 28000, pour une force magnétisante d’environ 1200; à cette époque les plus grandes valeurs obtenues pour l’induction étaient loin de ce chiffre; M. Rowland avait donné pour la valeur probable de la limite 17500, et M. Shelford Bid-well avait obtenu une induction de 21000; les auteurs n’ont pas cherché à augmenter encore les valeurs obtenues, parce qu’ils apprirent que M. Ewing était arrivé jusqu’au chiffre de 33 000.
- Pour l’étude particulière dont il s’agit, il fallait pratiquer une section des noyaux vers le milieu et séparer les deux segments par un petit intervalle. On a trouvé que les crevasses ainsi formées réduisaient l’aimantation dans un rapport très considérable et tout à fait inattendu.
- Expériences sur l’effet de la section d’un noyau de fer normalement aux lignes de force. — On a mesuré l’induction en se servant des bobines décrites plus haut, qui portaient un noyau de fer doux(Low^ moor) continu de 170 centimètres de longueur, et de 3,2 centimètres de diamètre. On a coupé
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- ensuite ce noyau en deux parties égales, en travaillant les extrémités au tour avec des précautions spéciales : on remettait le noyau dans les bobines, dans la même position que le noyau entier. On mesurait alors l’induction pour la barre coupée, et on trouvait qu’elle était de 100/0 plus faible que pour la barre entière. Si les deux parties, au lieu de se toucher au milieu, étaient séparées par un intervalle de i centimètre, l’induction était diminuée de 60 o/o.
- Pour étudier plus complètement ce point on a employé ensuite des appareils plus petits.
- La bobine magnétisante avait 16 centimètres de long et (40 tours par centimètre de longueur ; on y faisait passer des courants de 0,5 à 3,5 ampères, qui produisaient des forces comprises entre 88 et 616 unités C. G. S.
- On coupa des tronçons d’une barre ronde de fer doux de 12,7 mm. de diamètre qui furent soigneusement recuits.
- L’une des pièces avait 10 centimètres, les autres 5 centimètres, de sorte que ceux-ci mis bout à bout formaient une longueur égale à celle de la pièce de 10 centimètres. L’une des pièces sera désignée sous le nom de noyau continu, les deux autres sous celui de noyau coupé.
- TABLEAU I
- Noyaux 1,27 cm. de diamètre, 10 cm. de longueur.
- Force magnétisante due à la bobine (4 « « Y) 200 3HO 460
- / iductio H
- Noyau continu Noyau coupé, extrémités travaillées : (au tour) en contact 6,048 5.472 , 9 8,400 14,160
- (k la meule) en contact Noyau coupé, extrémités à une distance de : 6,000 8,352 13,920
- 0,127 mm. ou 1/100 de diamètre. 5,328 7,296 12,432
- 12 13 ] 2
- 2 X 0,127 mm. ou 2/100 de diam. 4,800 6,624 11,136
- 3 X 0,127 mm. ou 3/,0° de diam. 4,416 27 5,568
- 4x0,127 mm. ou 4/100 de diam. 4,032 9,504
- 33 34 33
- 20/100 de diam. W 61 3,264 6l
- 1 diam. ',344 78 1,824 78
- Pour mesurer l’induction dans le cas où on mettait ces noyaux au centre de la bobine magnétisante, on enroulait sur le noyau deux tours de
- fil isolé, dont on réunissait comme précédemment les extrémités au galvanomètre. Pour le noyau coupé on enroulait le fil aussi près des extrémités de l’une des moitiés qu’il était possible et on le fixait dans cette position, car on avait remarqué qu’un léger déplacement des fils le long du noyau influait considérablement sur l'induction. La position donnée aux tours de fils qu’on désigne sous le nom de bobine d’induction donne tou-jours des résultats plus élevés que si cette bobine avait-été. placée à égale distance des extrémités coupées, de sorte que la diminution de l’induction est toujours trop faible dans les résultats donnés dans le tableau 1.
- Les nombres qui suivent l’induction représentent la diminution pour cent due à la séparation.
- Les forces magnétisantes employées ici ne saturent pas exactement les noyaux, bien qu’on approche manifestement de cet état.
- On a varié les expériences de plusieurs façons pour éliminer les causes d’erreur inconnues. On déplaçait les noyaux dans la spirale magnétisante de quantités beaucoup plus grandes que les déplacements accidentels; on donnait à la bobine d’induction différentes positions le long du noyau. Les variations d’induction dues à ces changements ont conduit à fixer la bobine d’induction au noyau ; on enlevait les noyaux et on les plaçait de nouveau, les noyaux coupés étaient pressés l’un contre l’autre au moyen de colliers.
- Expériences sur des barreaux de diamètres va-riès. — Les résultats indiqués dans le tableau 1 ont été obtenus pour des noyaux dont le diamètre était 1,27 mm. et la longueur totale 10 centimètres. On a répété les expériences avec des bobines de même longueur, mais de diamètre plus petit, soit 3,3 mm. On avait travaillé soigneusement les extrémités à la meuie, et les résultats généraux montrent qu’il y a peu de différence quand on modifie les dimensions du noyau, ou, en d’autres termes, qu’on avait la même réduction pour des noyaux de petit diamètre que pour des noyaux de grand diamètre. Pour une distance des extrémités travaillées de
- 0,4 mm., l’induclion était réduite de 26 0/0 o,8 mm., — — 45
- 3,3 mm., — — 77
- Direction des lignes de force autour delà crevasse. --On plaça des noyaux coupés comme on l’a in-
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- diqué, à l’intérieur d’une longue bobine portant deux couches de fil, et s’adaptant exactement sur les bobines : de la limaille de fer fut semée sur un papier placé horizontalement, et dont le plan passait par l’axe du tube. La figure i représente l’aspect du spectre magnétique lorsque les deux extrémités travaillées se touchaient; la figure 2, lorsque les deux extrémités étaient à une distance égale au diamètre des noyaux.
- On constate qu’il y a des pôles bien définis de part et d’autre de la crevasse; que ces pôles sont situés à quelque distance des extrémités du noyau, même des extrémités travaillées soigneusement, quand ces extrémités sont placées en contact; que la distance des pôles aux extrémités des noyaux change avec la distance des extrémités travaillées ; et qu’il y a un point neutre, marqué x dans la fi-
- bution du magnétisme dans un aimant cylindrique placé dans un champ magnétique uniforme (les lignes de force étant parallèles à l’axe de l’aimant) jette quelque lumière sur la question. Si dans ce cas tout le magnétisme était réuni aux extrémités de ce barreau, les résultats précédents seraient tout à fait inexplicables, car on peut montrer que si on coupe un aimant et qu’on sépare les deux moitiés, l’induction à travers une courbe placée à égale distance des extrémités adjacentes de ces moitiés, et égale à la section droite de l’aimant, diffère, si tout le magnétisme est réuni aux extrémités, de l’induction à travers la même courbe quand les extrémités sont en contact, d’une quantité proportionnelle au cube du rap-
- Fig. 2
- gure, dont le lien est un cercle tracé autour du noyau dans un plan perpendiculaire à l’axe, le centre étant sur l’axe au milieu de la crevasse.
- Supposons que l’action extérieure des noyaux puisse être considérée comme due à une distribution de magnétisme qu’on puisse représenter par des pôles placés dans une position définie dans les noyaux, nous pourrons exprimer la distance du point neutre à l’axe en fonction de la distance mutuelle de ces pôles. On trouve que la première distance varie comme la racine carrée de la seconde.
- Si on pouvait admettre que, dans le cas présent, il y a des pôles définis dont l’intensité ne varie pas avec la distance des extrémités travaillées, la diminution de l’induction serait facile à calculer d’après la divergence des lignes de force. Supposons maintenant que le noyau soit coupé et les extrémités séparées par un petit intervalle : le point neutre s’éloigne de l’axe, et l’induction diminue; mais la rapidité étonnante de la diminution pour un écartement très faibledes extrémités travaillées montre que les pôles doivent se séparer beaucoup plus.
- L’étude des recherches de Green sur la distri-
- port de la distance des deux extrémités adjacentes au diamètre de l’aimant, de sorte que l’effet des petits écartements produits dans ces expériences serait absolument inappréciable. Mais si le magnétisme, au lieu d’être confiné aux extrémités, s’étend à une distance considérable le long de l’aimant, l’induction à travers une surface placée à égale distance des extrémités diminuera beaucoup moinsquand on écartera les noyaux. Or, les recherches de Green montrent que lorsqu’un aimant cylindrique est placé dans un champ uniforme, si M est la quantité totale de magnétisme portée par une moitié de l'aimant, la quantité de magnétisme sur cette extrémité plane est ~^pM; la distance du centre de masse de la distribution magnétique à l’extrémité est^-, a étant le rayon de
- l’aimant, et^> une quantité qui dépend du coefficient d’induction magnétique. Pour les forces employées on aurait à peu près p ~ —, de sorte que
- le magnétisme situé sur la face plane serait ~ de
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- la quantité totale et que le centre de gravité de la distribution serait à 20 rayons de l’extrémité; ainsi le magnétisme est très diffusé et ne peut pas être représenté approximativement par une distribution sur l’extrémité plane. Par suite les pôles pourraient être séparés par une distance considérable, même lorsque les extrémités des aimants sont en contact.
- MM. Thomson et Newall ont vérifié, au moyen de limaille de fer, les résultats auxquels ils avaient été conduits par ce raisonnement, à savoir que la distance des pôles est très grande relativement à la distance des extrémités; ils ont trouvé que, même lorsque les extrémités des aimants étaient travaillées au tour et pressées l’une contre l’autre, la distance des « pôles » était de plus de un centimètre.
- 11 faut encore remarquer que si le coefficient d’induction magnétique est faible, p est très grand, et la plus grande partie du magnétisme est située sur l’extrémité plane; dans ce cas, la section de l’aimant produirait peu de différence, de sorte que cet effet est probablement beaucoup plus grand en proportion pour le fer que pour tout autre métal.
- 11
- Au cours de leurs déterminations magnétiques par la méthode de l’isthme (1), l’attention de MM. Ewing et Low fut attirée sur le phénomène qu'avaient étudié MM. J. Thomson et Newall.
- Ils remarquèrent qu’en employant une bobine d’une seule pièce la partie centrale était aimantée beaucoup plus fortement que lorsque cette partie était une pièce distincte séparée des extrémités coniques par des plans de section transversale, et ils furent forcés d'attribuer la diminution de perméabilité constatée dans ce cas à l’existence de deux plans de sections aux extrémités de la courte pièce centrale dans laquelle on mesurait l'induction.
- Pour étudier (2) l’influence d’une section transversale plus complètement, et pour voir dans quelles limites cette influence est modifiée quand on presse les pièces coupées l’une contre l’autre, * (*)
- (’) La Lumière Electrique : Sur les champs magnétiques intenses, t. XL, p. 410.
- (*) Phitosopbical Magazine, t. XXV i, 1888,
- les auteurs ont fait une série d’expériences dans lesquelles ils déterminaient la perméabilité de barreaux coupés et non coupés par une méthode analogue à celle du D1 Hopkinson (1). La barre à étudier était placée dans un bloc massif de fer forgé qui fournissait un double circuit pour le retour des lignes d’induction d’une extrémité à l’autre.
- L’effet de cette disposition est d’éviter dans une large mesure l’action démagnétisante des extrémités de la tige, de sorte que le métal soit placé à peu près dans les mêmes conditions que s’il était indéfini. La figure 3 représente l’appareil; le barreau a est plongé dans les trous du bloc b b. La partie inférieure du barreau porte sur un contre-écrou c, et sur la partie supérieure il y a un plon-
- geur de fer d, par l’intermédiaire duquel on peut produire une compression de la barre en chargeant le levier e.
- Le diamètre de la barre était 0,70 cm. (la section avait 0,49 cm2); la longueur libre de la barre entre les faces intérieures de la culasse était 12,7 centimètres ; au-delà la section transversale de la culasse donnait une surface de fer supérieure à ioofois la section .droite du barreau. 11 est facile de tenir compte de la résistance magnétique de la culasse, au moins approximativement, en ajoutant une petite quantité à la longueur réelle du barreau entre les faces intérieures; on l’a fait ici en prenant pour longueur virtuelle de la barre 13 centimètres.
- Autour du barreau était enroulé, sur toute la longueur libre, une bobine magnétisante dans laquelle on faisait passer un courant produit par des accumulateurs. Une petite bobine d’induction de moins d’un centimètre de long était enroulée sur le milieu de la barre, et reliée à un galvanomètre balistique, taré de la façon ordinaire au moyen d’une bobine d’induction tournant dans le champ terrestre.
- j (’) La Lumière Electrique, t. XXXIII, p. 51 S.
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- Pour mesurer l’aimantation, on renversait plusieurs fois le courant magnétisant, et on mesurait les courants instantanés induits dans la petite bobine par le renversement de la force magnétisante qui agissait sur le barreau. Dans chaque cas, on faisait une série de lectures, en commençant avec des faibles courants magnétisants et en les faisant croître; de ces lectures on déduisait la courbe qui représente l’induction magnétique B en fonction de la force magnétisante H.
- Le premier groupe d’expériences montre comment des sections transversales réduisent la per-
- 46000
- 14000
- ' 12000
- Force magnétisante M C. G. S.J Fig. 4
- méabilité d’un barreau de fer forgé et comment une compression longitudinale neutralise partiellement l’effet des sections.
- Le barreau était tourné pour qu'il eût le même diamètre dans toute sa longueur et qu’il entrât à frottement doux dans les trous de la culasse. On l’étudia d’abord en un seul morceau, puis on le coupa au tour successivement, en deux, en quatre et en huit parties; dans chaque cas, on déterminait deux courbes représentant B en fonction de H, l’une quand le barreau n’était pas chargé, l’autre quand il supportait une force de 226 kilog. par centimètre carré. Les courbes de la figure 4 représentent les résultats; les courbes en lignes pleines correspondent aux expériences faites sans charge, et les courbes ponctuées à celles où la barre était chargée.
- La courbe la plus élevée correspond au barreau
- entier, la seconde au barreau coupé en deux, etc. L’examen des courbes sans charge nous montre d’abord que chaque section produisait une diminution marquée de perméabilité. Ce fait résulte aussi de l’examen du tableau suivant, qui donne une série de valeurs (déduites des courbes) de l’induction magnétique avant et après la section, pour des valeurs correspondantes de la force magnétisante.
- TABLEAU II
- Effet de sections successives.
- Force magnétisante H (U. G. S.) Iuduction U (C. G. S.) Épaisseur de l’espace d’air équivalent eu millimètres
- Barreau entier Barreau coupé en deux Barreau coupé on quatre Barreau coupé on huit Pour la promlère section Moyenne pour les sept scellons
- 7,5 10 '5 20 30 5° 70 8 500 11 000 13 400 14 400 *5 35C 16 400 17 100 6 900 9 000 11 550 13 000 14 550 15 950 16 S 40 4 800 6 400 8 900 10 7150 12 940 15 000 10 120 2 600 3 770 5 55° 7 150 9 800 13 300 15 200 0,027 0,026 0,023 0,019 0,014 0,011 0,008 0,036 0,032. 0,030 0,026 0,020 0,013 0,009
- Les deux dernières colonnes du tableau ont été calculées dans l’hypothèse que l’effet de chaque section épuivaut à l’introduction entre les faces coupées d’une couche d’air, ou mieux d'un espace dont la perméabilité est égale à l’Unité, sans aucune altération de la perméabilité du métal lui-même.
- Elles donnent l’épaisseur en millimètres que devrait avoir cet espace d’air pour expliquer la diminution de perméabilité observée dans la barre. Elles sont calculées par une simple application de la méthode introduite par Hopkinson C1) dans la détermination du champ magnétique dans les machines dynamo.
- Si on appelle B l’induction avant la section et B' l’induction pour la même valeur de H après la section, [j. la perméabilité du métal non coupé, l la longueur effective de la barre, et x l’épaisseur de l’espace d’air dont la résistance équivaut à la section, l’intégrale de ligne de la force magnétisante est
- B /
- •—: avant la section de la barre,
- P-
- (!) La Lumière Electrique, t. XXIU, p. 365.
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- et
- 5—1 4- B x après la section ;
- d’où
- L’avant-dernière colonne du tableau donne les valeurs de cette quantité qui correspondent à la première section; la dernière colonne donne la moyenne des valeurs correspondant aux sept sections qui divisaient le barreau en huit morceaux. On verra que l’épaisseur moyenne de l’espace d’air pour les dernières sections a été plus grande que pour les premières, probablement parce que
- ,as
- dans la première section on avaitj produit desj faces plus planes que dansjles suivantes.
- C/Raveau.
- {A'suivre.)
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (*).
- Le chemin de fer de M. Harding appartient à la variété déjà nombreuse des transmissions par contacts électromagnétiques (fig. i à 7).
- Le conducteur central A est isolé entre les rails
- Fig. 1 à 3. — Harding. Transmission par contacts électromagnétiques.
- B B (ûg. 1) dans un caniveau surmonté d’un conducteur sectionné Di D2 D3 sur lequel frottent les contacts F et G du locomoteur. Ce locomoteur porte la dynamo H et trois rhéostats, dont deux 1 placés à chacune des extrémités du locomoteur (un seul est représenté sur lafigure). Les deux premiers rhéostats servent à régler la vitesse du locomoteur, le troisième ^ à réduire à l’intensité suffisante la dérivation du courant qui actionne les contacts électromagnétiques.
- Chacune des sections isolées D porte une barre Dj qui vient, lorsque l’électro L du contact cor-
- respondant attire autour de K son armature Li, fermer par L2 le circuit du conducteur A sur la section D. En même temps, le talon de l’armature L ferme aussi les contacts auxiliaires m et n.
- Ainsi qu’on le voit sur les figures 1 et 4, chacun des électro-aimants L est relié d’une part à la barre D de la section suivante, de gauche à droite, et, d’autre part, au contact n de la bobine précédente.
- En outre, l’écartement des contacts F et G du
- (!) La Lumière Electrique du 16 avril, p. lit.
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- locomoteur est un peu plus grand que la longueur d’une section D.
- Lorsque le contact F amène le courant au moteur par la première des sections D, par exemple, dont le contact est fermé au départ par un procédé quelconque, le contact d'avant G se trouve sur la seconde section et forme avec cette section, et grâce à la liaison de sa bobine avec la précédente,
- Fig. 4 à 7. — Harding (1891). Détail d’une boîte à contact, coupes 7-7 et 4-4.
- un circuit dérivé 'excitant cette bobine avec une intensité réglée par le rhéostat 1, de sorte que le locomoteur se trouve toujours à cheval sur deux sections fermées.
- Par exemple, dès que le contact F passe de la section n° 1 à la section n° 2, le contact précédent G passe du n° 2 au n° 3, et ferme un circuit par-la bobine n° 2 et le fil l2 qui la relie à la bobine n° 1. La bobine n° 2, attirant son armature, ferme aussitôt son contact, et envoie un courant dérivé dans la bobine n° 3, en même temps que le courant est interrompu à la bobine précédente.
- On a représenté en figures 4 à 7 les principaux détails d’une boîte de contact logée dans une chambre entaillée à l’intérieur de la masse isolante qui enveloppe le conducteur principal A et les fils auxiliaires l U. Les sections D sont elles-mêmes encastrées dans les longrines P, et maintenues par les masses isolantes Q, le tout dans des caniveaux en fonte assemblés par des joints à brides garnis de fourrures imperméables 05-On accède à la chambre au moyen du couvercle <>4. La masse isolante GQ est coulée après la pose, à l’état pâteux, tout le long des sections, sans aucune interruption, de façon à mettre le caniveau tout à fait à l’abri de l’humidité.
- En cas d’accident, d’un déraillement, par exemple, il faut, pour repartir, fermer artificiellement le contact de la boîte correspondante soit en enlevant le couvercle „4, soit, de l’extérieur, au moyen d’un aimant.
- Ce système permet d’employer en toute sécurité des courants de très haute tension sans aucun danger du fait de contacts sur la voie, parce que le conducteur principal peut être parfaitement isolé, ainsi que les dérivations ll2, qui ne laissent d’ailleurs passer que des courants de très faible intensité.
- L’inconvénient de ce système est d’exiger, comme tous ceux de ce genre, l’emploi d’un grand nombre de boîtes à contact, sujettes, malgré leur simplicité, à des dérangements dont l’expérience seule permettrait de déterminer la gravité, de sorte qu’il paraît impossible d’établir a priori une balance exacte entre les avantages et les inconvénients de ce système et de ses congénères.
- M. Gordon a récemment proposé de remédier à quelques inconvénients du système à contacts par une disposition ingénieuse, représentée schématiquement par les figures 8 à 12 mais malheureusement très compliqué.
- L’organe caractéristique du système Gordon consiste en un distributeur ou commutateur D dont l’aiguille D’ est reliée, ainsi que l’électroaimant central D.(, au conducteur principal E E’, et dont les touches 1,2,... sont reliées respectivement aux sections correspondantes de la voie 1, 2.... Ceci posé, le locomoteur avançant dans le sens de la flèche y par exemple, et passant de la position représentée 6-7 à la position 8-9 voici comment fonctionnera le commutateur. On suppose les sections 6 et 7 reliées au conduc-
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- Fig. 8. — Gordon (1890). Transmission par commutateur circulaire, schéma des circuits.
- JD
- Fig. 9, 10 et 11. — Position de l’aiguille du commutateur pendant le passage du locomoteur de 6-7 (fig. 8) à 8-9.
- Fig. 13. — Wheless et Wheatley. Transmission par contacts électromagnétiques, ensemble des circuits.
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- teur central E par le contact du bras D' avec les I B' du locomoteur viendra en 8, cet élément se touches correspondantes 6' et 7'. Lorsque le balai I chargera, parce qu’il sera relié au conducteur E
- par 7 B et B’, et reliera ainsi au conducteur E la 1 reliée à l’électro 82 correspondant, de manière touche 8'du commutateur, laquelle est à son tour I que le courant passe à la terre par 82 et l’électro
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- central D.t, enroulé de tel sens que son armature D2 soit attirée par celle de 82 et amène le bras D’, qui en est solidaire, mais isolé, de 6’ et 7’ sur 7’ seulement, c’est-à-dire,'de la position figure 9 à la position figure 10.
- Dans cette position, l’électro-aimant 62 est démagnétisé, tandis que les électros 72 et 82 sont excités de manière que l'aiguille D’, continuant à se déplacer passe de la position 10 à la position 11,
- Fig. 14. — Wheless et Wheatley. Coupe du caniveau central.
- sur 7’ et 8’, où elle reste jusqu’à ce que le balai B’ du locomoteur arrive sur la section 9, à partir de laquelle l’aiguille reprend son mouvement; et ainsi de suite, jusqu’à ce que le locomoteur arrive en 12, au bout du groupe de sections n du commutateur.
- Pour que l’on puisse passer sans interruption
- Fig. 15. — Wheless et Wheatley. Boîte à contacts de carbone.
- d’un groupe n à l’autre 0, desservi par le commutateur suivant, les commutateurs sont, comme on le voit, reliés respectivement aux éléments derniers (11 et 12) et premiers (1 et 2) de ces groupes par les touches m122 wn2 022 oi2, tandis que les contacts correspondants m^... sont isolés.
- Lorsque le commutateur de n arrive sur ces contacts, il n’envoie plus de courant aux sections correspondantes de n, mais l’aiguille du commutateur de 0 fonctionne déjà, et leur envoie ce courant, de sorte que le locomoteur passe de n en 0 sans interruption.
- La figure 12 représente un autre dispositif, préféré
- par M. Gordon, et permettant de supprimer l'élcc-tro-aimant central D*.
- Chacun des électro-aimants très résistants 1,2,3, montés sur le tableau D8, a son armature K, chargée en K2, pourvue de trois contacts isolésK3K,,K5.
- Fig. 16. — Wheless et Wheatley. Application des boîtes (fig. 15).
- En temps ordinaire, les contacts K3 et K5 sont fermés, et K4 est ouvert.
- Lorsqu’un courant passe dans un de ces électros, comme en 6 et 7, les contacts K3 et K5 s’ouvrent
- Fig. 17. — Wheless et Wheatley. Boîte à contact basculant.
- tandis que K4se ferme. Dans l’état figuré, les sections 6 et 7 reçoivent le courant, et leurs électros sont excités de manière que leurs contacts K4 sont fermés et que le courant passe de E2 par K8, les contacts K3 des électros 4 et 5, le conducteur correspondant K9, le contact K5 de l’électro 8 ou 9, le conducteur K10, le contact K4 des électros 6 ou 7 et, par e6 ou é’, à l’électro 6 ou 7.
- Lorsque le balai B4 (fig. 8) arrive à la section 8, le courant revient par ea à l’électro 8 et à la terre, de manière à fermer le contact K4 de l’électro 8, et à rompre ses contacts K3 et K5. Le courant ne
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- passe plus alors à i’électro 6 que par le balai d’arrière B et [l’électro-aimant 7. Aussitôt que B quitte la section 6, l’électro-aimant 6 se désamorce, ferme son contact K3 et dérive par es un courant à l’électro-aimant 8, de sorte que le locomoteur reçoit alors son courant des conducteurs e7 et e&.
- On emploie, pour assurerle passage d’un groupe
- à l’autre, quatre électro-aimants complémentaires \2,„ 1 i«i 20 et i0, reliés respectivement, comme dans la disposition précédente, aux sections 11, 12, 1 et 2 des groupes consécutifs, et disposés de manière qu’il ne passe pas de courant en ex e2 quand I2,„ et 11 sont excités, ni en eJ2 en quand les électros i0 et 20 sont excités.
- On remarquera que les électros 1 et 2, n et 12,
- n’ont respectivement que deux contacts : K3 et K.,, K,i et K5, au lieu de trois, et les électros i0 2„, 11,„ et 12,„, un seul contact : K3 ou K5.
- Le système de M. Gordon présente, comme on le voit, l'avantage d’avoir ses contacts séparés de
- la voie, dans des chambres qui peuvent être parfaitement abritées et accessibles; mais cet avantage paraît compensé par l’inconvénient d’une grande longueur de conducteurs multiples, dont le défaut d’isolement d’un suffirait pour paralyser
- Fig. 20. — Wheless et Wheatley. — Application du coupe circuit (fig. 19).
- la marche de tout le système; il faut en outre que l’aiguille de chaque commutateur suive toujours très exactement la marche du locomoteur, condition qui ne paraît pas mieux assurée que dans le système précédent.
- Le système de MM. Wheless et Wheatley se distingue aussi par de nombreux détails ingénieux, mais qui présentent, en outre, la particularité
- assez rare d’avoir été essayées, d’après leurs inventeurs du moins, avec un certain succès.
- L’un des rails de la voie, A, est divisé en sections isolées a{a2..., tandis que les sections hxb2... de l’autre rail B sont reliées en un conducteur continu. Dans l’axe de la voie se trouve le caniveau C (fig. 14) renfermant le conducteur principal D et le1'conducteur sectionné E, divisé en longueurs isolées les unes des autres.
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- Les boîtes de contacts F servent chacune pour deux sections. Chacune d’elles renferme deux électro-aimants / et g, dont les armatures fxgx se terminent par des fourches isolées /2/3, g»g3. Les
- Fig. 19. —Wheless et Wheatley. Coupe-circuit automatique.
- bobines / sont reliées par un fil /4 au rail A et par f5 au rail continu B; l’éiectro g est relié par gt avec la section ax, et par g5 avec B ou avec le fil f5. Le conducteur principal D porte des contacts d dx, dis-
- Fig. ai. — Wheless et Wheatley. Détail du trolly.
- posés, avec ceux cxc2 du conducteur C, en paires: dex dxe2, vis à vis des fourches /2/3, gzg3.
- Les roues d’avantH FL du locomoteur sont isolées et portent chacune une plaque de contact hhx. Le locomoteur porte une pile I, reliée par i à la plaque b et par ix à la plaque bu avec un commutateur L. La dynamo locomotrice M est reliée par m
- à la plaque hx et par mx au trolly N, qui porte sur le conducteur auxiliaire E par sa roue ou son frotteur n.
- Lorsqu’on ferme le commutateur L, le courant de la pile se ferme par i b Fl, la section a du rail A, le circuit /4/'/5 B H bxix, et/attire son armature fu appuyant la fourche /2 f3 sur d et ex. Le courant moteur passe alors, par ces contacts, à la section c2 de E, au trolly N, au fil mx, puis au moteur M pour retourner en B par le trajet mbx H4.
- L’expérience ayant démontré à MM. Wheless et Wheatley le peu de durée des contacts en mé-
- Jl
- Fig 22. — Evans. Conducteur souterrain.
- tal, on les a remplacés par des contacts en carbone sous la forme représentée par la figure 15. Sur cette figure, on a représenté en A A les bobines reliées à la section a, et par B l’éiectro relié au rail continu B par le fil b qui le figure schématiquement. La borne bx est reliée par un ressort C au contact de charbon E, au droit du contact H; la borne/, reliée par fx au conducteur dn trolly, porte de même en C’ un contact E’ au droit du charbon PF, symétrique de H, et fixé aussi à une barre b, suspendue à l’armature G par des guides g g'.
- La figure 16 représente l’application d’une de ces boîtes à contacts de carbone et à trois électros. Lorsque le commutateur n2 du locomoteur M est fermé, le courant de sa pile N passe des. roues au
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- rail continu W et au rail sectionné W, dont le fil a excite les électros A A, qui ferment les contacts H et H’, de manière que le courant moteur passe du conducteur Z, par h au fil b, et au con-
- ducteur R du trolly Q, qui l’amène au moteur. 11 ne peut jamais jaillir d’arc entre les contacts de charbon, parce que le circuit ne se ferme qu'après leur superposition complète, et qu’ils se séparent
- Fig. 23 et 24.— Davies et Dudson (1S90). Detail d’un puisard,
- seulement après la rupture du courant. 11 en résulte qu’ils durent très longtemps.
- Dans la variante représentée par les figures 17
- et 18, les électros B B! sont reliés au circuit local, et A au conducteur moteur.
- Lorsque ces électros sont excités, ils attirent
- eurxarmature G, et la barre H, ferme en basculant le circuit ae. C’est ce qui a lieu lorsque l’on ferme le commutateur de la pile P, le courant de cette pile passe par les roues, le rail N et le fil n,
- aux électros B B^ puis revient à la pile par N et le locomoteur. Le courant passe alors à la dynamo O par ax et l’électro-aimant A, qui maintient la fermeture des contacts du balancier H.
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- Le coupe-circuit automatique représenté par la figure 19 a pour but de couper le courant de la pile aussitôt après la fermeture du circuit moteur.
- Les électro-aimants de ce coupe-circuit sont reliés à la dynamo du locomoteur et à l’un des rails de la voie. Dès que le circuit local est, comme en figure 19, fermé par la pointe isolée de l’armature, le courant moteur excite l’électro et ouvre le circuit local par la levée de son armature.
- Ainsi qu’on le voit sur la figure 20, qui représente une application de ce coupe-circuit, la fermeture du circuit local de la pile du locomoteur
- iv
- Fig. 27 et 28. — Waddell Eritz.
- par ce coupe-circuit C fait passer par N1 ri un courant qui excite les électros vv’, dont l’armature W amène alors le courant moteur de R au trolly t par l’électro V', lequel maintient l’attraction de W et le conducteur T. Du trolly le courant revient à la terre par la dynamo et le fil qt en coupant, comme nous l’avons dit, par C, le circuit de la pile.
- La figure 21 représente le détail du double trolly à cheval sur deux sections A et B de son conducteur, sur lesquels il porte par deux balais E E', maintenus sur la plaque métallique D par le serrage des écrous / sur la contre-plaque isolante E. Ces balais possèdent un certain jeu, et la contre-plaque E est reliée à la tige du trolly par un assemblage élastique, de manière à ne jamais quitter le conducteur, tout en cédant à ses irrégularité sans aucun choc. Les fils hk amènent le courant du trolly à la dynamo locomotrice.
- Le trolly de M. Evans porte sur un conducteur E (fig. 22) protégé par une cloison D, avec une pression réglée par la tension du ressort R. Ce trolly, constitué par une paire de galets, peut ainsi très facilement obéir à toutes les inégalités de la
- voie, sans aucun effort, et sans jamais quitter son conducteur. L’installation de cet appareil semble très simple.
- 11 en est de même de la voie de MM. Davies et Dudson, dont les principales particularités sont représentées par les figures 23 et 24. Le caniveau central qui renferme les conducteurs consiste essentiellement en des sections en poterie E, disposées de manière à complètement abriter les conducteurs, et sont protégées et maintenues elles-mêmes par des rails d’acier B Bt, assujettis à des distances régulières par des semelles en fonte C, reliées aux rails latéraux par des tirants articulés D D'. Des puisards L avec trappes de visite H (fig. 24) sont disposés à des intervalles suffisamment rapprochés pour assurer un drainage parfait et faciliter l’inspection des conducteurs suspendus par des tiges isolées b b'.
- Le système de la Waddell Erit% Electric Company, de New-York, mérite d’être signalé à cause de son originalité, bien qu’il paraise prêter le flanc à un grand nombre d’objections pratiques. Le principe du système consiste à installer dans un caniveau central de la voie une sorte d’armature continue fixe, agissant sur un champ magnétique porté par le locomoteur, lequel porte aussi les balais nécessaires pour relier cette armature aux conducteurs moteurs.
- L’un des avantages de ce système est de pouvoir exercer un effort de traction indépendant de l’adhérence ou du poids du locomoteur, et facile à régler suivant les circonstances du parcours : rampes, vitesses etc., et par l’enroulement de l’armature, que l’on peut faire varier à volonté d’un point à l’autre de la voie suivant les exigences du service.
- Le système est, en outre, tout à fait sans danger pour le public. D’autre part, l’établissement de cette armature continue serait évidemment coûteux, et son entretien difficile.
- On a représenté sur les figures 25 et 26 en A l’armature continue renfermée dans un caniveau central, en D l’inducteur suspendu au locomoteur qui embrasse l’armature, et dont les contacts GG frottent sur les conducteurs FF, tandis que les balais H H frottent sur l’armature. L’inducteur D est excité par l’enroulement J du fil 11 du locomoteur. L’enroulement de A est continu autour d’une âme en fer, comme celui d’une
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- dynamo Gramme développé. Les pièces polaires N et S de l’inducteur, en regard, sont de noms contraires.
- Dans la disposition représentée par les figures 27 et 28 on a remplacé le noyau continu fixe de l’ar-
- mature précédente par un noyau mobile L2, qu’entraîne l’attraction des pôles D, et qui porte les balais H, tandis que ses galets G2 roulent sur les conducteurs FF logés dans l’armature, complètement abritée par son enveloppe étanche M. Cet
- xrV—
- Fig. 29 à 36. — Siemens et Halske (1890). Trollys à supports flexibles.
- avantage d’une protection parfaite de l'armature paraît plus que compensée par l’inaccessibilité des parties qu’elle renferme.
- Les figures 29 à 36 représentent les dispositions récemment proposées par la maison Siemens et Halske pour.assurer la permanence du contact entre les trollys et les câbles aériens de leurs tramways électriques. A cet effet, les bras ou tiges des trollys ne sont plus attachés au toit du locomoteur, mais au bas du châssis, afin de leur donner une plus grande flexibilité. C’est ainsi qu’en figure 29 et 30, par exemple, les frotteurs de contact ab, qui occupent presque toute la largeur de la voie, sont attachés à des tiges A, fixées à des barres isolées C, portées par les boîtes à graisse. Les tiges A sont armées à leur partie supérieure par un cadre léger E.
- Le cadre supérieur E peut servir à l’attache de prise de contacts élastiques F (fig. 31) ou rigides (fig. 34) mais, dans ce cas, les tiges A sont articulées au milieu de leur longueur en F.
- Dans la disposition représentée par les figures
- 33 et 36, le contact a b, attaché à un balancier F articulé en F’ est appuyé sur son câble par un contrepoids F2.
- G. Richard.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Sur le raccordement des paratonnerres aux canalisations d’eau et de gaz dans la ville de Hambourg, par M. le D' Voiler.
- Nous avons à diverses reprises (*) exposé les avantages du raccordement des paratonnerres aux canalisations d’eau et de gaz et nous avons discuté les arguments dont se servent les ingénieurs gaziers pour s’opposer à ce raccordement. 11 n’y a
- (4) La Lumière- Electrique, t. XXXI.
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- donc pas lieu de revenir en détail sur ce sujet. Nous voulons cependant dire deux mots d’un fait qui vient de se passer à Hambourg ; ce fait montre que la question du raccordement fait des progrès et que l’opposition des gaziers faiblit peu à peu.
- Depuis quelques années, les autorités compétentes accordaient l’autorisation de raccorder les paratonnerres aux canalisations d’eau et de gaz, mais cette autorisation devait être demandée pour chaque cas particulier et pouvait être retirée à volonté. Dernièrement, à la suite d’un rapport de M. Voiler, directeur du Laboratoire de physique de l’État de Hambourg, le raccordement a été décidé en principe et les travaux y relatifs doivent être effectués d’après un règlement et par des ouvriers spéciaux, agréés par le service des travaux publics de la ville. En outre il va être publié un règlement spécial auquel les fabricants de paratonnerres devront se conformer.
- Le rapport de M. Voiler est très intéressant et élucide complètement la question. Nous ne le reproduirons pas en entier; nous nous bornerons à en faire l’analyse sommaire, tout en donnant les points principaux de son argumentation.
- La question du raccordement est en quelque sorte résumée dans les trois points suivants :
- i° Existe-t-il un besoin de modifier la manière dont on a procédé jusqu’à maintenant et de relier les paratonnerres aux canalisations d’eau et de gaz au lieu de les mettre simplement en communication avec des plaques métalliques plongées dans le sol humide? En outre, si ce raccordement est désirable, est-ce simplement dans l’intérêt d’une meilleure terre pour le paratonnerre ou est-ce aussi dans l’intérêt d’une protection efficace de la canalisation?
- 2° Quelles sont les actions que peut produire sur la canalisation sa liaison métallique avec les paratonnerres, et en particulier, la vie et la santé des personnes voisines de la canalisation courent-elles des dangers pendant un coup de foudre?
- 3° Quelles sont les mesures à prendre pour éliminer complètement tous les inconvénients qui pourraient résulter du raccordement.
- La réponse à la première question est facile à donner sans controverse possible, en se plaçant naturellement au point de vue électrique. La foudre prend toujours le chemin qui offre le moins de résistance au moment précis où elle éclate. Toutes les masses métalliques d’un bâtiment sont donc intéressées à la décharge et peuvent fonc-
- tionner comme paratonnerre. A cet égard, les canalisations d’eau et de gaz qui vont jusqu’aux étages supérieurs constituent de véritables paratonnerres et sont souvent atteintes par la foudre.
- M. Voiler donne à ce sujet les renseignements suivants qu’il a recueillis à Hambourg. La chambre des assureurs avise régulièrement M. Voiler dès qu’il se produit un coup de foudre dans le territoire de l’état de Hambourg, que ce coup de foudre soit suivi d’un commencement d’incendie ou non. M. Voiler peut alors étudier tous ces cas séparément. Pendant quatre années il a pu étudier ainsi soixante-quatre coups de foudre, dont trente-six hors du périmètre du gaz.
- Les vingt-huit cas restants ont eu lieu dans le périmètre du gaz et sont des coups de foudre directs bien caractérisés. Sur ces vingt-huit coups de foudre, dix-huit ont atteint les canalisations, savoir quatre la canalisation du gaz et quatorze celle de l’eau ; en outre, dans quatre cas les gouttières ont été endommagées et dans six cas les parafoudres téléphoniques, fils de sonnerie, etc.
- Des vingt-huit bâtiments atteints, quatre étaient munis de paratonnerres; dans les quatre cas il y a eu dérivation de la foudre, une fois dans les tuyaux du gaz, une autre fois dans ceux de l’eau, les autres fois dans des parties diverses de la maison.
- Ces constatations montrent que l’établissement des canalisations d’eau et de gaz a constitué pour l’électricité atmosphérique des points de décharge tout indiqués et que les paratonnerres établis indépendamment de ces canalisations ne constituent plus une protection suffisante.
- Pour que cette protection soit dans tous les cas sans danger sérieux, il faut que la communication du paratonnerre avec le sol soit aussi bonne que celle des canalisations métalliques. 11 faut donc que la terre du paratonnerre soit aussi peu résistante que celle des conduites d’eau ou de gaz. Or, c’est une condition presque impossible à réaliser.
- Les canalisations métalliques avec leur immense surface en contact avec les couches humides du sol constituent toujours un meilleur paratonnerre que le paratonnerre construit d’après les anciennes instructions. On doit toujours craindre des décharges latérales entre les conducteurs du paratonnerre et les canalisations d’eau et de gaz qui ne sont pas raccordées.
- Dans les villes, un paratonnerre non relié aux
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- canalisations constitue plutôt un danger qu’une protection, car les décharges latérales peuvent être très fréquentes. A la campagne, où les maisons renferment peu de masses métalliques, ce danger est moins considérable, et la terre du paratonnerre peut être moins bonne sans qu’il cesse pour cela de rendre des services.
- Un fait indéniable, c’est que l’extension des réseaux de distribution d’eau et de gaz a augmenté dans une large mesure les dangers de la foudre dans les villes. Mais le raccordement des paratonnerres à ces canalisations fournit immédiatement les moyens de supprimer complètement ce danger; d’autre part, il est également facile de rendre complètement inoffensives les canalisations d’eau et de gaz dans les maisons dépourvues de paratonnerres. 11 suffit pour cela de relier à une lige métallique allant jusqu’au faîte de la maison les parties les plus élevées des conduites.
- Le raccordement est autant dans l’intérêt des canalisations que dans celui des bâtiments eux-mêmes. Les dégâts occasionnés par la foudre sont nuis si la section du conducteur est assez grande et sa continuité métallique suffisante pour éviter tout échauffement dangereux; les dégâts se produisent aux endroits où la décharge a lieu ou aux solutions de continuité du circuit métallique. Dès que la décharge a atteint la canalisation, elle devient inoffensive. Elle ne présente de dangers qu’à l’endroit où elle parvient sur la conduite, et là les dégâts peuvent être très grands. 11 est donc plus simple de prévenir ces dangers en plaçant le point sujet à être foudroyé hors de la maison, par la liaison du point culminant de la canalisation avec le paratonnerre ou avec une tige métallique spéciale.
- On a souvent fait au raccordement des objections basées sur les faits suivants. On a quelquefois observé des coups de foudre qui ont atteint directement la canalisation enfouie dans le sol et qui l’ont détruite de manière à provoquer des pertes considérables d’eau ou de gaz. Ces faits, au lieu de fournir des arguments aux adversaires du raccordement, sont plutôt des armes excellentes pour les partisans, car si le réseau avait été raccordé à un paratonnerre placé dans le voisinage, la décharge se serait produite directement sur le paratonnerre et n’aurait pas frappé la canalisation ; cette décharge se serait ensuite dissipée sans produire de dégâts.
- Le raccordement ne constitue pas non plus un
- danger pour les personnes qui habitent les maisons à paratonnerres raccordés. Le danger pour les habitants de ces maisons provient surtout des décharges latérales; or, ces décharges n’ont aucune raison de se produire si le raccordement est effectué rationnellement, tandis qu’elles sont très fréquentes dans le cas contraire. M. Voiler cite l’exemple suivant :
- Le n septembre 1888, au poste de police n° 6, de la « Brookthor » de Hambourg, une décharge se produisit à travers la grande salle du poste pour atteindre la canalisation métallique des wa-ter-closets. Des ouvriers étaient occupés à cet instant à une réparation de cette canalisation. Ils furent atteints par la décharge, ainsi que quatre agents qui se trouvaient dans la salle; heureusement, ils revinrent rapidement à eux sans qu’il en soit résulté de suites graves. Si la conduite des water-closets avait été reliée au paratonnerre, ladé-charge se serait effectuée d’une manière tout à fait insensible.
- M. Voiler a résumé son rapport dans les conclusions suivantes, qui représentent parfaitement les idées des électriciens sur cette question si controversée, en Allemagne surtout.
- i° Les conducteurs aériens et souterrains du paratonnerre doivent avoir partout une section suffisante pour pouvoir supporter les coups de foudre les plus intenses sans s’échauffer trop. L’expérience a montré que des conducteurs en cuivre de 55 mm2 de section sont suffisants. Pour plus de sécurité on peut aller jusqu’à une section de i cm2. Si le conducteur est en fer, il faut prendre une section double;
- 2° La liaison métallique du conducteur du paratonnerre avec la canalisation doit être aussi intime que possible. On peut employer pour cela un anneau de fer ou de cuivre qu’on serre fortement avec des vis sur le tuyau de fer préalablement bien limé et poli, quand c’est possible; il est recommandé en outre de recouvrir le tout d’une couche de soudure;
- 3° 11 faut choisir pour effectuer le raccordement la partie de la canalisation la plus rapprochée de la canalisation extérieure et dont la section soit suffisante pour supporter la décharge sans s’échauffer; dans aucun cas, un tuyau de plomb de 3 centimètres ne peut être considéré comme suffisant;
- 40 Si la section de la canalisation comprise entre le sol et le point de raccordement comprend un compteur à eau ou à gaz, il faut le mettre en
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- court circuit métallique à l’aide d’un conducteur spécial ;
- 5° Si une maison renferme deux canalisations, l’une pour le gaz et l’autre pour l’eau, il faut les relier métalliquement entre elles ou faire le raccordement directement avec toutes deux ;
- 6° Si les canalisations montent jusqu’aux combles, il faut relier ces parties élevées de la canalisation avec le conducteur du paratonnerre supposé dans son voisinage immédiat.
- Ces règles générales doivent suffire dans tous les cas; elles seront la base du futur règlement qui va bientôt devenir obligatoire pour la ville de Hambourg.
- M. Voiler n’est pas d’avis de munir le paraton-
- Fig. i et 2. — Joint de raccordement.
- nerre d’une plaque de terre spéciale lorsque le raccordement est effectué avec les canalisations, même si le raccordement n’est effectué qu’avec la canalisation du gaz, dans laquelle les joints sont garnis très souvent de matières peu conductrices; le chemin offert par la terre du paratonnerre sera d’une influence bien peu sensible sur la décharge et n’empêchera aucunement la production de décharges secondaires sur la canalisation. Cette plaque de terre spéciale ne pourrait rendre des services qu’au cas où la canalisation serait coupée par des réparations.
- Les figures i et 2 représentent le joint de raccordement qui a été adopté par les autorités municipales de Hambourg pour le raccordement des paratonnerres aux canalisations d’eau qui sont la propriété de la ville. Ces figures sont assez expli-
- cites pour qu’il ne soit pas nécessaire d’entrer dans beaucoup de détails.
- Le tuyau R est d’abord mis à nu par un grattage complet. On en fait de même de la corde métallique du conducteur du paratonnerre, puis on enroule cette dernière autour du tuyau R. On place alors les deux pièces semi-cylindriques H, qu’on serre à l’aide de deux écrous. Une de ces pièces est percée d’une ouverture par laquelle sort le bout du câble de raccordement K. On remplit l’espace vide compris entre le tuyau, le câble et la boîte de fer par du plomb fondu, qu’on tasse ensuite avec soin à la partie supérieure B.
- Le câble K est ensuite conduit hors de terre, si le raccordement a eu lieu dans le sol et soudé au conducteur du paratonnerre à l’aide du joint M.
- A. P.
- Détermination de la longueur du fil de cuivre guipé enroulé sur une bobine, par M. Tomadesso.
- Dans la plupart des traités d’électricité tel que le Traité théorique et pratique des machines dynamoélectriques, par R.-V. Picou et les Leçons sur l'électricité professées, etc., par E. Gérard, on ne trouve dans les chapitres qui traitent de la construction des machines dynamos-électriques à courant continu aucune formule exacte pour la détermination de la section du fil de cuivre qui doit s’enrouler sur les bobines excitatrices, ou que des formules qui donnent la section demandée en prenant pour point de départ une densité de courant comprise entre i et 2 ampères par mm2 ou la Ionr gueur moyenne d’une spire excitatrice.
- On voit aisément que, pour le même projet, les formules citées présentent des solutions les plus différentes.
- C’est en présence de ces faits que l’auteur vient de proposer une formule qui donne avec exactitude le rayon ou la section du fil de cuivre.
- Soient :
- m le nombre total de spires ; a — — par couche ;
- n — des couches^
- r le rayon du fil de cuivre nu ; e le rapport entre le rayon du fil guipé et le rayon du fil nu ;
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- t b -|- c ~p le demi-périmètre de la section droite du noyau de la bobine;
- l' y l" les différentes longueurs du fil enroulé par couche;
- S l — L la longueur totale du fil enroulé.
- . Si nous considérons la figure ci-contre, qui représente la section droite d’une bobine rectangulaire quelconque, nous voyons que pour obtenir la longueur V du fil de la première couche il faut augmenter le périmètre du noyau de 4e/'; pour l" de 12 pour V" de 20 & r, et ainsi de suite.
- ^ Le périmètre du noyau étant 2 {b -j- c) — 2p,
- i 3èr
- ' Fig. 1
- nous pouvons mettre les énoncés précédents sous la forme :
- / = 2 p 4 e ?' = 2 (/> -j- 2 e f)
- /" = 2 p + 12 e r = 2 (p + 6 e r) (1)
- l" = 2 p +• 20 s r = 2 (p 10 e r)
- En additionnant ces équations membre à membre, on a
- Dans notre cas nous aurons
- s = L
- n = «
- a => 2 (p + 2 e /') d = 8 c r
- En substituant dans ces valeurs (3) on obtient l’équation
- OU
- L = 2 n (p + 2 s r n) <5)
- Enfin, comme chaque couche de fil est constituée par a spires, on a
- L = 2 a n (p + 2 e r n) I
- Si on traitait le cas d’une bobine à section circulaire, il faudrait remplacer 2p par 7r D, où D est le diamètre du noyau, et par suite on aurait
- L = tz a u (D + 2 t r n) 11
- Dans le projet d’une machine dynamo on connaît les valeurs de m et de p, et pour le moment, admettons aussi celles de 2 £ r, mais non celles de a et de n.
- \
- 11 faut faire les substitutions suivantes.
- En se rappelant que m = an est le nombre total des spires, et posant b — à la longueur du noyau de la bobine disponible pour l’enroulement, on a
- b
- ~ 2 e r'
- et par suite
- m 2 s ;• ni
- V +1" 4- r =S/= L= 2 (P+2 6 r) + 2 (p + 6 tr) + 2 (p +1 o e r) (2)
- On voit aisément que les termes du second membre de l’équation (2) constituent une progression arithmétique dont la raison est 8 &r.
- La somme des termés d’une progression de ce geure est
- c ( t i)<A ...
- S = n (a -) ;— ) (3)
- où S représente la somme;
- n — le nombre des termes;
- a — le premier terme;
- d *— la raison.
- Substituant dans les équations I et II les valeurs de an et n ainsi obtenues, on en déduit
- L = 2 m (p + 4~—* (a).
- + (?)
- Détermination du rayon r du fil de cuivre nu.
- La résistance électrique R que doit avoir la bobine étant connue, on peut en déduire la sections du fil par la relation
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 35
- où p est la résistance électrique spécifique du fil de cuivre et L la longueur.
- Donc
- p i-TT’
- mais comme s = tc r2, on aura
- TC 7'2 =
- p_L
- R
- (6)
- Substituant dans (6) les valeurs de L tirées des équations (a) ou (p), on a
- TC 7'* =
- tc r! =
- / 4 s* m r*\
- 2 p m [p +---b---)
- R
- / 4 s* 7'2 777\
- tc p m H-----é—j
- R
- (7)
- (8)
- et en les résolvant par rapport à r on obtiendra :
- .J—2*1
- VRiit-
- 2 b m p p
- =v/—-
- V Ri — 4
- S r* 777* p m p
- 4 e* m* p
- m
- IV
- Pour la ire approximation :
- s = l r = 7'i
- Pour la 2e approximation :
- , 0,215
- ei ss 1.07 H---- r = r2
- n
- Pour la 3e approximation :
- , 0,215
- es = 1,07 -f--i 7' = 7-3
- 12
- Enfin on pourrait obtenir e en comparant r avec des échantillons donnés de fil.
- APPLICATIONS
- Dans les exemples suivants nous adopterons p = 0,00002 pour valeur de la résistance spécifi-
- ttî fit
- que par —en supposant que le fil de cuivre s’échauffe à 6o° C.
- I
- La seule remarque à faire sur les formules 111 et IV réside dans la valeur de e, qui varie beaucoup, vu le grand nombre de fabriques qui exploitent aujourd’hui les fils de cuivre pour la construction des dynamos.
- Néanmoins on pourrait se passer de ce facteur en substituant dans les équations III et IV la valeur de s qu’on obtient avec la formule de M. Uppen-born (1), savoir :
- 2 8 = 0,43 + °>°7 d,
- où 2 S représente le double de l’épaisseur du guipage, et d = 2 r le diamètre du fil de cuivre nu.
- Alors
- _ 27- + 28 _ r + 8 _ 7- + 0,077- + 0.21? =|07_j_
- 0.215
- (9)
- Déterminer le rayon r à donner au fil recuit pour l’enroulement en série des bobines excita trices de la machine calculée par M. Picou dans le chapitre XV111 de son ouvrage.
- Données :
- b = 300 mm. p = 420 mm. 777 = 40 spires. R = 0,0035 to. p = 0,00002 to
- En raison de quoi
- _______2 X 300 X 40 X 420 X 0,00002
- 0,0055 x 300 X 3,1416— 8 x 40* x 0,00002 £*
- 201,6
- 3,29868 — 0,256?
- Dans la iro approximation :
- Mais cette substitution conduirait à une formule du deuxième degré, très laborieuse à résoudre.
- Pour l’éviter l’auteur propose de calculer R par trois approximations, c’est-à-dire en posant :
- (*) Formulaire pratique dû l’électricien, par E. Hospitalier, p, 239.
- e = 1 r — 8,1399 mm,
- Dans la 2e approximation :
- st = i)07+ 1,09641 r = S,2!02 ;m,
- 8,7499
- Dans la 3e approximation :
- É2 = 1,07 + = 1,09618 f- = 8,2088 mnii
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- 36
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Nous pouvons donc adopter avec beaucoup de confiance
- r = 8,21 mm. et e = 1,0966
- 2e/'=i8mm. a=“?=i6,
- 18 ’
- H = 2,5 savoir: 2 couches de 16spires + 1 couchede8spires. L = .57X4 mm. s = 211,76 mm2 R = 0,00352 U
- Densité du courant = 0,944 ampère par mm1.
- II
- Déterminer le rayon r à donner au fil recuit pour l’enroulement en dérivation des bobines excitatrices de la machine calculée par MM. De Bast et Grottendieck (1).
- Données :
- h = 310 mm. p = 223 mm.
- ni = 2930 spires.
- R = 5>42 <*>•
- p = 0,00002 6).
- 2 x 310 X 2930 X 223 X 0,00002 5,45 x 310 x 3,1416 — 8 x 29302 x 0,00002 s2
- V
- 9102.036
- 5307.73568 —1373-584 E2
- ire approximation :
- e = i = 1,521 mm.
- 2e approximation :
- 0,2 I 5
- ei = 1,07 + ~~ =' i)2i 135 ri = 1,6628 mm.
- 3e approximation :
- sa = 1,07 + = Di99X'i = 1 >5769 mm.
- Nous pouvons donc adopter :
- r = 1,58 mm. et e = 1,2063
- 2 e r — 3,8 mm. a = 80 spires.
- 11 = 36,625 couches, savoir : 36 couches à 80 spires et 1 couche à 50 spires.
- L = 2122488 mm. s — 7,8427 mma.
- R = 5,412 to.
- Densité = 0,765 ampère par mm2.
- C1) Leçons sur l'électricité professées par E. Gérard, p. 528.
- Le télégraphe en Norvège.
- Le télégraphe relie au reste de l'Europe le littoral de la Norvège sur l’océan Glacial, non moins que sur l’Atlantique. Le cap Nord et même Vardœ, le point le plus reculé de la Finnmark, sont reliés télégraphiquement avec Bergen et avec Chris-tiana.
- Dans les provinces septentrionales, la région de Tromsœ et la Finnmark, le conducteur télégraphique passe en certains endroits par dessus le fjeld polaire; en d'autres, il suit les rivages des fjords intérieurs, et quelquefois il les traverse sous forme de câble sous-marin. De même que le long des routes des montagnes inhospitalières on trouve souvent des huttes protectrices, de même dans la Finnmark et dans le reste de la région polaire norvégienne on trouve ce que l’on appelle des telegrafstue ou telegrafsgamme (tue en norvégien, gamme en lapon signifient, hutte) ; ce sont des maisonnettes qui ont servi d’abri aux ouvriers pendant la construction de la ligne et qui leur servent encore pendant les travaux de réparation. Au voyageur aussi elles offrent un abri qu’il est heureux de trouver.
- On éprouve une attraction étrange quand, en traversant les hauts plateaux qui s’étendent à perte de vue, on s’approche de la ligne télégraphique et que l’on aperçoit les hauts poteaux qui se dressent au-dessus de la neige et de la mousse à rennes, entre les bouleaux nains et les pierres. La stue évoque dans votre esprit des images de civilisation, bien qu’on n’y trouve que les ustensiles de cuisine indispensables et un lit de planches avec des peaux de rennes.
- 11 n’y a point de station télégraphique au cap Nord, mais il y en a une à l'île Magerœ, à laquelle il appartient. On y trouve une telegrafsgamme, d’où partent un conducteur vers le nord-ouest pour aller aboutir à l’île Gjesvaer; un deuxième qui se dirige vers l’est-sud-est, vers Honningsvoog Magerœ, et un troisième qui pousse au sud pour se rendre au grand Porsangerfjord-Histrand et est relié d'une parta Hammerfest, d’autre parta Alten et à Tromsœ. D’Alten part la ligne qui, se dirigeant vers l’est, traverse toute la Finnmark jusqu’à Oadsœ, Vardœ et Belewaag.
- En comparant les distances les plus courtes entre certains points avec la longueur du conducteur qui les relie, on voit à quels détours on a souvent été contraint par la nature du terrain.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLECTRICITE
- 37
- En nombres ronds, de Gjesvaer au cap Nord il y a environ 11 milles marins.
- Les nombres ci-dessous sont empruntés à des mesures prises sur des cartes et arrondis au dernier chiffre; ils montrent que la longueur du fil télégraphique qui relie Tromsœ à Alten et à Gjesvaer est presque double de la distance à vol d’oiseau, et que la longueur de la ligne entre Tromsœ et Hammerfest est à peu près le triple de la distance à vol d’oiseau. La longueur du téléphone finlandais d’Alten à Vadsœ, Vadsœ et Ber-levaag est d’environ 500 kilomètres (]).
- Distance à vol d’oiseau Longueur de la ligne télégraphique
- De Tromsœ à Alten 170 330
- D’Alten à Kistrand 9° 150
- De Kistrandt à Hammerfest 60 70
- De Kistrand à Gjesvaer (cap Nord). 70 150
- De Tromsœ à Hammerfest 210 55°
- De Hammerfest à Gjesvaer Ho 170
- De Tromsœ à Gjesvaer 300 580
- C. B.
- Rendement pratique des appareils télégraphiques
- Voici quelques renseignements sur le rendement pratique et courant des appareils télégraphiques employés dans l'Administration française.
- Nous admettons pour les évaluations qui vont suivre que chaque dépêche (préambule compris), est composée de 20 mots et chaque mot de 7,5 caractères.
- Morse (simple). — Moyenne, 25 dépêches à l’heure, soit 12,5 dépêches par opérateur.
- Morse (duplex). — Moyenne, 50 dépêches. 11 y a lieu cependant de tenir légèrement compte des pertes de temps occasionnées par le réglage de l’équilibre de la ligne. 4 employés, soit 12,5 dépêches par opérateur.
- Sounder (simple). — Moyenne, 40 dépêches, par opérateur 20. Cette bonification s’explique facilement dans la pratique par ce que l’opérateur
- P) Kaiser IVilhelm's II Reisen nach Norwegen in den Jah-ren 1889 und 1890, par Paul Güssfeldt.
- n’a plus le travail de la bande à faire et que son attention est plus soutenue.
- Sounder (duplex). — Moyen ne, 80; 4 employés, soit 20 par opérateur. Même observation que pour le Morse duplex; le réglage du duplex tendrait à diminuer cette moyenne.
- Sounder (quadruplex). — Moyenne, 150; par employé 20. Les observations que nous avons faites pour le duplex seraient à répéter a fortiori pour le quadruplex.
- Wheatstone.— Moyenne, 100 à l’heure. 8 opérateurs, plus 2 dirigeurs chargés du fonctionnement de l’appareil; moyenne par employé, 10 dépêches.
- Wheatstone (duplex). — 200. 16 opérateurs plus 2 dirigeurs; moyenne par employé, 11.
- Cet appareil est toujours utilisé en duplex.
- Delany. — Cet appareil est utilisé avec des sounders en Angleterre, comme sextuplex pour les lignes inférieures à 120 milles terrestres, et quadruplex pour les lignes dépassant 120 milles.
- On peut admettre comme rendement, respectivement, 4 fois ou 6 fois le sounder simplex. Les chiffres obtenus en Angleterre sont plus élevés : cela s’explique par cela que les mots anglais sont plus courts. En gardant 7,5 caractères par mot, il faut admettre le rendement mentionné ci-dessus. — Réserves à faire à cause des pertes de synchronisme.
- Baudot (quadruplex). — La moyenne théorique étant de 60 dépêches par clavier, on n’obtient d’une façon soutenue que 40 dépêches par clavier, soit 160 dépêches à l’heure. Nombre d’opérateurs 8, plus 2 chargés du fonctionnement de l’appareil, soit 16 dépêches par employé.
- Réserves à faire également sur la sécurité relative des appareils à synchronisme.
- Hughes. — Moyenne, 50 dépêches à l’heure. 4 opérateurs, soit 12,5 par employé.
- Appareils Moyenne prutiquo par heure Nombre tl’opé- rutcui'9 Moyonno par opérateur Observations
- Morse simple 25 2 '2,5
- — dupîex 5° 4 '2,5
- Sounder simple ... 48 2 20
- — duplex ... 80 4 20
- — quadruplex 160 8 20
- Wheatstone simple 100 10 IO
- — duplex 200 J s I I
- Delany quadruplex 160 8 20
- Baudot quadruplex 160 10 l6
- Hughes 5° 4 12,5
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- 38
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- En ce qui concerne les câbles sous-marins de longueur moyenne, on trouve dans les Annales télégraphiques de mai-juin 1888 les renseignements suivants :
- Rendement sur le câble Alger-Marseille.
- l° Avec le récepteur à miroir, manipulation à la main, 30 mots par minute.
- 20 Avec le siphon recorder, manipulation à la main, 25 mots par minute.
- 3° Avec le siphon recorder, manipulation automatique, 30 mots par minute.
- pour appliquer le galet / dans un sillon et l’effacer, d’appuyer sur le levier h comme l’indique la figure ci-contre, sans arrêter l’appareil.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉGENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Phonographe Dodge (1891).
- M. Dodge a récemment proposé de munir les phonographes d'un dispositif permettant au cours d’une conversation d’effacer facilement les tracés à
- Le @J
- Fig. 1
- mesure que l’on se reprend pour une raison quelconque, de manière à ne jamais remettre au traducteur chargé d’écrire les phonogrammes que des tracés tout à fait nets. L’effaceur est constitué très^simplement par un galet/, d’une épaisseur égale à la largeur des sillons du phonogramme B, et monté sur un levier solidaire du châssis porte-membrane C. L’une des extrémités de ce levier glisse sur la tringle bz, de manière qu’il suffise,
- Sur la détermination de l’équivalent mécanique de la chaleur, par M. Marcel Deprez (<).
- Dans la séance du 8 juin dernier, M. Miculesco a présenté à l’Académie une note sur un procédé de détermination de l’équivalent mécanique de la chaleur qu’il croit nouveau. Ce procédé comprend naturellement deux genres de mesures distinctes :
- i° La mesure de la quantité de travail développé dans un temps donné;
- 20 Celle de la quantité de chaleur correspondante.
- Dans toutes les expériences faites jusqu’en ces derniers temps, la mesure du travail mécanique laissait à désirer, surtout quand ce travail était produit par une machine animée d'un mouvement de rotation. Ainsi, dans les expériences entreprises par Joule et autres savants sur la chaleur développée par l’agitation de l’eau ou du mercure, le travail mécanique était produit par la chute d’un poids, mais une partie seulement de ce travail était transformée en chaleur mesurable par le calorimètre. Il fallait faire des corrections pour tenir compte des frottements des axes qui concouraient bien aussi à la production de la chaleur, mais dans une autre partie de l’appareil que celle où se faisaient les mesures calorimétriques. La même observation s'applique aux expériences dans lesquelles M. Violle faisait tourner un disque de cuivre entre les branches d’un électro-aimant.
- Frappé de ces inconvénients, j’imaginai, vers 1880, le procédé qui est décrit dans la communication de M. Miculesco, et qui a été depuis employé avec quelques modifications par M. d’Ar-sonval.
- (’) Comptes rendus, t. CXII, p. 1403.
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- JO U RIVAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- Ce procédé, qui s’applique à une foule de recherches autres que celle de l’équivalent mécanique de la. chaleur, est basé sur les considérations suivantes. Dans toutes machines, il y a des pièces fixes et des pièces mobiles; si l’on rend mobiles les pièces fixes (mais en ne leur permettant qu’un très petit déplacement), il suffit de mesurer l’effort auquel elles sont soumises pour en conclure le travail développé par les pièces mobiles. L’exemple le plus simple que l’on puisse prendre de l’application de ce principe est précisément celui que j’ai réalisé le premier en 1881 : la machine dynamo-électrique à inducteurs mobiles montés sur couteaux. J’ai décrit publiquement cette machine pour la première fois en 188x au Congrès international des Électriciens, dans sa séance du 19 septembre (1), et je signalai même le parti que l’on pouvait en tirer pour mesurer l'équivalent mécanique de la chaleur.
- Au mois de février 1882, je construisis une machine à inducteurs mobiles montés sur couteaux, qui me servit à faire une série d’expériences, dont une partie a été publiée dans le journal La Lumière Electrique (numéros du 17 juin 1882 et du 23 décembre 1882). Le 26 août de la même année, je communiquai au Congrès de l’Association française pour l’avancement des Sciences (session de la Rochelle) le projet des expériences que nous devions faire en commun, M. d’Arsonval et moi, sur l’équivalent mécanique de la chaleur et dans lequel l’organe ayant pour mission de transformer le travail en chaleur était un tube de cuivre monté sur couteaux (dispositif que j’avais d'ailleurs déjà appliqué dans mon indicateur magnétique de vitesse).
- Enfin, en 1889, je fis étudier les plans d’une machine dynamo-électrique puissante (cent cinquante chevaux), qui figura à l’Exposition de 1889 et dont les inducteurs, montés sur une suspension très mobile, analogue à celle des grosses cloches de cathédrale, étaient susceptibles d’un petit dé-
- 0) Comptes rendus des travaux du Congrès publié par le Ministère des Postes et Télégraphes, p. _3=jo. — Voici textuellement le passage en question : « L’orateur (M. Deprez) signale également pour la mesure du travail absorbé par les machines un dispositif qu’il a imaginé. Il consiste à rendre mobile le bâti qui porte les électro-aimants inducteurs. L’effort d’entraînement exercé par la bobine sur ce bâti mesure exactementjle travail dépensé. On peut peser cet e’fort en maintenant en place le bâti mobile à l’aide d’un levier chargé | d’un poids. » |
- placement combattu par un ressort dynamométrique, qui faisait connaître à chaque instant le couple appliqué aux inducteurs et, par conséquent, à l’anneau. Cette machine a été décrite dans le numéro du 12 avril 1890 de La Lumière Electrique*, et dans cette description je fais ressortir le côté général de ma méthode dynamométrique, qu’on peut appliquer à un grand nombre de questions de mécanique expérimentale où les dynamomètres ordinaires ne pourraient rendre aucun service. Elle permet d’étudier séparément le travail consommé par chacun des organes d’une machine quelconque. Dans le cas d’une machine dynamo électrique, par exemple, en suspendant les inducteurs sur couteaux et en fixant au sol les balais et les paliers de l’axe de l’anneau, on élimine d’un seul coup la mesure de toutes les forces autres que celles qui sont exclusivement électriques ou magnétiques. Cette méthode s’appliquerait facilement aux ventilateurs, aux pompes centrifuges, etc.
- Le procédé calorimétrique employé par M. Mi-culesco, et qu’il appelle méthode à température constante, a été employé dès 1860, par Hirn, dans ses expériences sur l’équivalent mécanique de la chaleur. 11 est décrit à la page 106 de son Exposition analytique et expérimentale de la théorie mécanique de la chaleur, édition de 1862. Dans ces dernières années, M. d’Arsonval en a fait de fréquentes applications.
- Je ferai, connaître bientôt un appareil nouveau et très simple, destiné à la détermination de l’équivalent mécanique de la chaleur et qui me paraît réunir toutes les conditions désirables d’exactitude.
- En terminant, je ferai remarquer que, lorsqu’on applique mon procédé à la mesure du travail absorbé par une machine quelconque en employant un moteur électrique, il n’est pas nécessaire de placer l’arête des couteaux de suspension du bâti dans le prolongement de l’axe de rotation de l’anneau. L’ensemble de toutes les actions internes, motrices et résistantes, du moteur se réduisant en effet à un couple, il suffit de placer les couteaux en un point quelconque du bâti (dans le plan horizontal passant par l’axe de rotation par exemple),' et de mesurer le couple d’entraînement de l’ensemble, en ayant soin de ramener chaque fois l’axe de rotation de l’anneau dans le prolongement de l'axe de rotation de la machine qui absorbe le travail produit, condition facile à remplir.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Dans ce cas, le moteur électrique tout entier est suspendu sur des couteaux, et il est facile de démontrer que le couple d'entraînement du bâti est rigoureusement égal au couple résistant de la machine mise en mouvement, sans qu'il y ait de correction à faire pour tenir compte du travail résistant absorbé par les frottements et résistances passives de toute nature du moteur électrique. 11 est bien entendu, d’ailleurs, que tout le système doit être équilibré de façon que son centre de gravité soit situé sur l’axe des couteaux.
- Contribution à. l’étude de l’emploi des lumières artificielles en photographie.
- C’est tout à fait par hasard que, comme électriciens, nous avons à nous occuper des progrès de la photographie; cependant nous avons exposé autrefois(*) dans quelles conditions déterminées l’électricité, en tant qu’agent lumineux, pouvait être appliquée à remplacer la lumière du jour pour impressionner les plaques sensibles que l’on expose au foyer de la chambre noire.
- A la séance de la Société française de photographie du ier mai dernier, présidée par M. J.Janssen, de l’Institut, deux communications sont venues Coup sur coup réveiller une question qui, bien que déjà ancienne comme expériences, ne laisse pas de donner lieu à de certaines discussions, et sur laquelle les avis sont encore très partagés.
- La huitième présentation à l’ordre du jour nous a fourni d’heureuses explications, vérifiées par toute une série d’expériences, sur l’emploi des lumières artificielles en photographie. C’est M. A. Londe qui a rendu compte de ses travaux tout récents sur ce sujet.
- 11 est clair que dans certains cas spéciaux les photographes sont obligés de recourir à l’éclairage artificiel pour obtenir des clichés d’endroits imparfaitement éclairés ou tout à fait obscurs. Sans la lumière électrique, nous n’aurions pu contempler toute cette série d’épreuves de l’intérieur des grands égouts parisiens et des catacombes parisiennes que l'on admirait à nos dernières expositions; sans la brillante lumière produite par la combustion du magnésium, suppléant ainsi aux difficultés qui, dans certains cas, contraignent à se dispenser de l’électricité, nous n’aurions
- pas obtenu ces reproductions des intérieurs de caves de nos grands viticulteurs, ces pittoresques images des cavernes et grottes célèbres, dont les épreuves sont venues successivement enrichir le domaine scientifique.
- En outre de ces diverses considérations qui à elles seules devraient déjà concentrer notre attention sur une science contemporaine des premières applications de l’électricité, il convient de constater ce fait que l’éclairage électrique qui, il y a encore quelques années, avait, tout en exigeant sa machinerie spéciale, su forcer la porte des ateliers de nos grands photographes, est aujourd’hui plus qu’autrefois capable d’être appliqué chez tous les industriels photographes, cela grâce aux distributions électriques effectuées par nos usines pari^ siennes, ou dans les autres villes par les stations spéciales.
- Certains opérateurs qui, jadis, hésitèrent devant l’encombrement du matériel nécessaire à cet éclairage dont ils convoitaient les ressources pour les travaux de nuit, n’ont plus actuellement de semblables excuses ; l’électricité est maintenant à leur porte, et elle nous paraît appelée à bénéficier de jour en jour de cette nouvelle situation. Constatons ce fait en passant. Hormis les cas assez fréquents de l’éclairage des ateliers pour les travaux professionnels des photographes désireux de ne plus limiter leurs travaux aux courtes apparitions du soleil durant les petites journées d’hiver, il existe d’autres conditions où l’emploi d’un éclairage artificiel est indispensable, nous l’avons vu. Dans certains cas, on a employé l’électricité, dans d’autres le magnésium.
- Mais ce dernier agent, à côté des commodités apparentes qu’il présente, à côté de ces qualités qui le rendent transportable et relativement (notons cette réserve) riche en rayons actiniques, possède l’inconvénient de coûter assez cher, malgré les procédés électrolytiques qui ont déjà permis d’abaisser le prix de revient de ce précieux métal.
- Il est impropre à un éclairage continu dans nombre de cas; nous verrons cependant qu’il a été construit quelques appareils permettant de régler sa lumière en l’utilisant sous une forme nouvelle; mais ce n’est là qu’un pis-aller, qui du jour au lendemain peut être rendu inutile soit par de nouveaux instruments, soit par un perfectionnement de l’électricité.
- Les premières expériences dans lesquelles on a
- (>) La Lumière Electrique, n mai 1889, n° 19.
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- 4*
- eu recours à la lumière électrique pour obtenir, grâce à cet éclairage, des images photographiques remontent à une trentaine d'années. La plus ancienne fut faite par M. P. Nadar, au cercle de la Presse scientifique, alors rue Richelieu, où, grâce à une batterie de 50 éléments Bunsen, modèle moyen, actionnant un régulateur Serrin, on fixa sur une plaque de 18X24 le portrait des trois membres du bureau.
- Quelques temps après, M. Nadar répétait les
- Fig. 1. —‘Dispositif électrique pour la photographie de l’intérieur des égouts.
- mêmes expériences dans un ordre nouveau, dans les égouts et les catacombes. Notre figure 1 donne un aperçu du dispositif employé et dont nous avons condensé dans un même cadre tous les organes. On y remarquera le chariot en usage dans les égouts et sur lequel on avait établi une batterie de 50 éléments Bunsen (type moyen); les régulateurs, au nombre de trois, étaient du type Serrin dans les premiers essais, puis on utilisa plus tard ceux de Dubosq. On les avait établis sur un second chariot qui suivait le premier à des distances variables; pour l'intelligence de la gravure
- nous les avons supposés placés ad hoc sur le premier chariot.
- Les faisceaux de ces régulateurs étaient dirigés et combinés de manière à atténuer les ombres et à fournir tous les détails de relief. La lampe à huile que l'on voit disposée à l’arrière du wagonnet, dont elle constitue l’éclairage habituel, n’était utilisée que dans l’intervalle des expériences et pour, dans certains cas, faciliter la mise au point. Après de nombreux tâtonnements, M. Nadar était parvenu à limiter la durée de pose moyenne à 12 à 15 minutes sans accidents. Cette réserve est nécessaire, parce que dans beaucoup de cas, rapporte l’éminent opérateur, les poses étaient souvent, dans les égouts, troublées aux dernières secondes par un envahissement de vapeur d’eau due à différentes causes.
- Ces essais furent continués avec succès, et la lumière électrique prit place pour le portrait dans les ateliers de M. Nadar, au boulevard des Capucines; depuis elle a gagné beaucoup de salons de pose, et MM. Pierre Petit et Liébert n’ont pas peu contribué à en répandre l’application.
- Les expériences de M. Nadar nous ont reporté bien loin en arrière; aujourd’hui, l’électricité n’a déjà plus contre elle les mêmes raisons qu’autre-fois; nous ne nous souvenons de ce chariot que l’on déplaçait sur les rails des grands égouts lorsqu’on procéda à la photographie de certaines parties des collecteurs souterrains que pour mémoire. Ce wagonnet, avec toute sa batterie d’éléments Bunsen et ses régulateurs à réflecteurs, n’eût guère convenu pour un éclairage prolongé, car les vapeurs qu’il émettait eussent été préjudiciables aux ciments qui garnissent les voûtes de nos égouts ; heureusement que la sensibilité des plaques photographiques se contentait d’une pose de quelques minutes, et qu’étant déplacé à chaque pose le dispositif n’offrait plus les inconvénients qui n’eussent manqué d’en résulter si les expériences eussent nécessité un séjour prolongé. Actuellement on se passerait bien de cette installation encombrante et quelque peu défectueuse. Certains de nos grands égouts, notamment ceux du boulevard Sébastopol et de la rue de Rivoli, sont pourvus de régulateurs qui en ces dernières années étaient alimentés par la station électrique installée dans les sous-sols de l’Hôtel de Ville.
- Mais tous les égouts ne sont pas dans les conditions de ces artères privilégiées; toutefois, l’in-
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- 44
- stallatïon des secteurs dont les canalisations courent sous les trottoirs de presque tous nos arrondissements simplifierait beaucoup la question; on l’a vu par les derniers travaux de nuit nécessités par la réfection de l’égout de la rue Montmartre, dont les chantiers ont été successivement éclairés par les compagnies Edison et V. Popp.
- 11 est donc à présumer que quand le service des égouts tentera de relever photographiquement le tracé de ces conduits, ce qui ne peut manquer de se faire d’ici peu pour le nouvel égout de la rue Montmartre, on ne songera plus à l’antique chariot, et que, grâce aux dérivations prises sur les nalisations adjacentes, on pourra procéder à ces expériences avec de telles facilités que l’on n’hésitera pas à les renouveler aussi souvent que la nécessité s’en fera sentir. A ce propos, remarquons combien l’installation de canalisations d’éclairage dans les égouts eût simplifié cette question, pour certains collecteurs très éloignés de l’usine municipale, en même temps qu’elle eût facilité l’établissement des secteurs sans contrarier les chaussées ni gêner la circulation ; des conducteurs tolérés en quantités restreintes eussent parfaitement convenu aussi bien à l’éclairage des voûtes ën service régulier qu’aux éclairages occasionnels pour des expériences du genre de celles que nous venons de rapporter, ou pour des inspections et travaux.
- Quoi qu’il en soit, retenons que la lumière électrique, outre son application quotidienne dans les ateliers de photographie, a parfaitement convenu pour l’obtention d’images dans des endroits complètement obscurs comme les égouts et les catacombes, et cela dans des conditions qui, aujourd’hui, se sont considérablement améliorées, nous venons de le voir.
- A côté de l’électricité, dont nous avons examiné certains défauts et de nombreux avantages, il y a le magnésium, dont nous n’avons fait qu’énumérer les ressources. 11 importe déjà d’établir que le magnésium, aussi bien que l’électricité dans la plupart des cas, exige des clichés posés. Soit défaut de richesse de la lumière émise, soit insuffisance d’éclat, soit manque de sensibilité des ^émulsions photographiques « qui,cependant permettent dans les conditions ordinaires d’obtenir des clichés en une fraction insignifiante de seconde », M. Londe, au cours de ses expériences multipliées n’a pu obtenir d’instantanés avec les
- deux éclairages artificiels en faveur chez les photographes. Il en ressortirait donc que la lumière électrique ou celle fournie par le magnésium est encore inférieure à celle du soleil, en ce sens qu’elles nécessitent [l’une et l’autre un temps dé pose des milliers de fois plus considérable. 11 irm porte de remarquer que plusieurs de ces expériences, fait sur lequel nous nous appesantirons, ont été faites dans des espaces où l’eclairement était déjà considérable, c’est-à-dire dans les meilleures conditions.
- Parallèle entre l'électricité et le magnésium.
- On a imaginé de nombreux appareils, véritables régulateurs, qui, en utilisant le magnésium soit en fils, soit en rubans, endéterminent la consommation par un mécanisme d'horlogerie réglé sur la combustion du métal dans des conditions déter-
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- minées.
- Mais ces diverses lampes sont loin d’être parfaites; en premier lieu elles ont le défaut grave d’exiger des rubans et fils d’une section ou d’un diamètre rigoureusement identiques; en outre, suivant son état de pureté, suivant sa composition, le magnésium brûle plus ou moins vite, et le mouvement entreteneur est incapable de tenir compte de ces aptitudes différentes. En somme ce régulateur est insuffisant à garantir l’éclairage invariable que requièrent cependant les clichés photographiques posés, pour lesquels l’excès comme le manque de pose constituent de très graves défauts, qu’une différence de pose où une variation de lumière en apparence insignifiantes sont susceptibles d’engendrer. Malgré ces inconvénients, et peut-être faute de mieux, beaucoup d’opérateurs, ont dû s’en contenter jusqu’en ces derniers temps.
- A côté de ces dispositifs, il a été inventé des sortes de lampes mettant en jeu de l’alcool et du magnésium, dont les mérites ont été très diversement appréciés.
- En ces dernières années, on a présenté diverses combinaisons beaucoup plus simples qui. en raison même de leur simplicité, ont recueilli les faveurs de nombre d’expérimentateurs.
- Les plus élémentaires consistaient à enflammer à l’air libre un mélange de soufre, de chlorate de potasse et de magnésium, en quantités proportionnelles à la durée supposée du temps de pose.
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- M. Bourdais, l'éminent architecte du Trocadéro, auquel on doit l’idée première de la construction d’une tour de 300 mètres susceptible de servir à l’éclairage de grandes surfaces par concentration de foyers, a conçu un dispositif analogue dans lequel une faible quantité d’un mélange à base de magnésium est enfermé dans un petit cornet de papier suspendu par un fil à un point quelconque de la pièce où l’on doit opérer, et terminé par un autre fil de coton remplissant le rôle de mèche.
- M. Londe a présenté à la Société de photographie, dans la séance que nous rapportons, un système tout aussi simple et n’offrant pas les inconvénients attribués au dispositif précédent. Le mélange y est disposé (chlorate de potasse et magnésium) dans un papier très mince et par volumes de 2 à 10 grammes suivant les cas.
- Cette sorte de gargousse est suspendue et terminée par un fil en coton-poudre, remplissant le rôle d’une mèche à temps.
- C’est avec ce procédé que M. Londe a réalisé d’intéressantes épreuves photographiques. La première tentative avait été faite en 1887 dans un caisson de pile de la tour de 300 mètres; on conçoit que dans cette situation il ne pouvait être question que d’un éclairage artificiel ; et c’est au magnésium que l’on demanda de fixer l’image d’une installation provisoire dont le souvenir était intéressant à conserver. 11 va de soi que c’est le cas de tous les travaux hydrauliques, et des entreprises minières ; à ce point de vue,-il est intéressant de connaître ce que l’on attend des éclairages artificiels, qui, dans l’application de la photographie industrielle se réduisent à l’électricité et au magnésium.
- M. Londe a appliqué sa manière de procéder à l’obtention d’intérieurs obscurs à l’hospice de la Salpêtrière, de la statue de Monthyon dans la sombre église de Saint-Julien-le-Pauvre, dans les caves de l’ancien Hôtel-Dieu, et dans les caves Moét et Chandon; ainsi qu’au tirage de clichés de nuit à l’Hippodrome et au Nouveau-Cirque.
- Retenons particulièrement l’expérimentation de l’Hippodrome où le magnésium et l’électricité ont été mis en comparaison.
- Dans une répétition de Néron, deux épreuves ont été tirées à 45 mètres d’éloignement et de la source lumineuse et de la chambre noire. Pour le magnésium, le temps de pose a été limité par la combustion d’une gargousse de 10 grammes de la
- ' • - v •’ , : 1 t.
- composition ci-dessus décrite. Pour rélectfjcité qui était fournie par un seul foyer à réflecteurpâ-rabolique la pose a duré 10 secondes. ’ J
- Vues en projection, les deux épreuves après transformation en négatif sur verre, donnent uri résultat identique ou à peu près, différant seulement par l’intensité des ombres plus accentuée? avec la lumière électrique. !
- Dans cet ordre d’idées, nous devons une mention aux épreuves obtenues par M. Boyer dans lés principaux théâtres de Paris, où il opère avectroii lampes à magnésium et à réflecteurs. 1
- Dans ces divers exemples, qui pour-l’éclairage au magnésium dans les expériences de M. Londe se bornent à la durée de l’éclair, c'est-à-dire à la combustion spontanée du mélange, le temps de pose, quoique très court, doit êtreencore assez appréciable, puisque plusieurs des personnes photographiées ont des silhouettes troublées attestant des mouvements survenus durant la pose.
- Grâce à l’amabilité de M. Donval, on a pu répéter au Nouveau-Cirque, il y a quelques semaines, une expérience de photographie dont on a beaucoup répandu les épreuves. Après une représentation, et avec l’éclairage habituel de cette élégante salle de spectacle, éclairage exclusivement électri-trique (incandescence et bougies Jablochkoff) on a tenté de prendre les lions de Darling dans leur curieux exercice de la bascule; bien que la pose ait été excessivement réduite, quelques-uns de ces fauves ont des contours très diffus.
- 11 serait facile de déterminer la durée du temps de pose dans la plupart de ces expérimentations; bornons-nous à constater que les épreuves ne sont pas instantanées.
- Pour l’utilisation de la lumière fournie par le magnésium, mentionnons la lampe de MM. Poulenc frères, présentée à la Société de photographie le 6 février dernier et qui mérite une brève des? cription. La manœuvre en est simple et sans le moindre danger, puisqu’on fait usage de poudre de magnésium pur, sans mélange d’aucune substance étrangère.
- Cette lampe se compose de deux parties : l’une est un réservoir pour la poudre de magnésium, l’autre est une lampe à alcool à mèche circulaire, au centre de laquelle vient aboutir le tube par lequel la poudre est insufflée dans la flammei Grâce à cette disposition, on peut répéter l'éclair plusieurs fois sans autre manœuvre que d’opérer autant de pressions sur la poire. ' i:
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- A la fin de la séance, M. P. Nadar a présenté une lampe au magnésium de grande puissance qui a permis d’obtenir de remarquables épreuves d’intérieurs sombres ou obscurs, notamment le tombeau de Louis XVI.
- Cette lampe est encore une simplification de la précédente; elle est formée d’un réservoir dans lequel on place de la poudre de magnésium, et que, par insufflation d’air comprimé, on projette par un tube sur la flamme d’une mèche en couronne. ce qui permet d’obtenir une lumière assez régulière. M. Nadar ne nous a montré que des
- épreuves d’intérieurs inanimés; il est donc à présumer qu’utilisée pour la photographie de groupes ou d’ensembles mouvants de personnes ou d’animaux, cette lampe ne donnerait pas encore d’instantanés.
- Conclusion.
- Voici donc où nous en sommes avec les éclairages artificiels; on voit que les photographes ont encore beaucoup à attendre de perfectionnements à venir.
- Des deux procédés qu’ils ont en mains en ce
- moment, l’un, le magnésium, présente des avantages nettement définis, mais que diminuent de gros inconvénients que nous allons étudier par comparaison; l’autre, l’électricité, en pleine période d’évolution, quoique déjà appliquée dans les ateliers pour la reproduction des intérieurs à objets inanimés, pour la photo-microscopie, etc., etc., est, par ses perfectionnements incessants, encore pleine de promesses que nous souhaitons de voir se réaliser promptement.
- D’abord l’éclairage au magnésium, considérations économiques en dehors, est un éclairage occasionnel; dans certains dispositifs, la lumière obtenue est très nette comme clarté, mais trop peu durable; en effet, elle ne permet pas, lorsque l’on emploie cet agent comme le font MM. Bour-dais et Londe, à l’état de gargousses, de faire la mise au point, il faut effectuer celle-ci très sommairement avec une bougie et un journal dont on cherche à discerner la netteté sur le verre de la chambre noire. Cet inconvénient n’existe pas avec l’électricité fonctionnant dans la plupart des théâtres et salles de spectacles à l’état d’éclairage normal; il n’existe pas non plus avec les régulateurs à magnésium, mais ceux-ci s'accompagnent d’un autre inconvénient beaucoup plus appréciable, parce que l’opération se prolonge davantage; cet inconvénient provient des vapeurs dégagées durant la combustion du magnésium, vapeurs qui sont particulièrement désagréables pour les expériences et les poses en endroit clos et quelque peu exigu.
- Cet inconvénient suffit à les rejeter de certaines applications et à limiter l’emploi du magnésium,, à l’état de lumière réglée. Dans les caissons de fondations, comme par exemple dans la tentative exécutée dans un caisson de la tour de300 mètres, les gargousses, produisant bien moins de vapeur, conviennent beaucoup mieux, mais elles présentent un autre défaut : c’est, lorsque des personnes doivent figurer dans une pose de ce genre, de provoquer par l’inflammation spontanée, autrement dit par l’éclair, un éblouissement qui s’atténuerait si l’éclairage se prolongeait, mais qui, dans le court espace du temps de pose limité par l’éclair, ne laisse pas le temps de s’accoutumer à l’éclat d’une flamme en somme très fugitive.
- L’électricité n’offre pas les mêmes désagr éments; sa lumière fixe, est si régulière même nue, que la vue s’y habitue très aisément; le temps de mise au point n’est pas limité. 11 n’y a pas de dégage-
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- TofmNÆ^WWWïïsïïT^ïïÏÏLEcfRÎGTTE
- ment de vapeurs, et la lumière est plus économiquement obtenue aujourd’hui avec les nombreuses facilités résultant des distributions.
- Maintenant nous devons conclure que, quelque qualité essentielle que chacun des deux modes d’éclairage présente, ils ne permettent pas plus l’un que l’autre d’obtenir la solution du problème de l’instantanéité, qui réaliserait de suite la photographie au théâtre. Mais, en l’état actuel des choses, on doit constater que les plus sérieuses expériences démontrent que le magnésium est arrivé à un haut degré de perfectionnement sous le rapport des dispositifs permettant de le faire servir pour éclairage photogénique. 11 ne faut pas perdre de vue que, malgré que l’on soit tenté de le supposer, la solution ne consisterait pas à augmenter suffisamment la quantité de magnésium brûlée dans un même temps par un ou plusieurs foyers; l’éclairement s’en trouverait multiplié, mais les inconvénients en seraient accrus dans une même proportion; et puis, il est peu probable que le magnésium arrive jamais à constituer un mode d’éclairage usuel, tandis que l’électricité, dont la puissance est indéfinie, peut résoudre plus facilement ce problème.
- Rien ne s’oppose à doubler, tripler ou décupler momentanément la puissance lumineuse d’un foyer, augmentant ainsi l’éclairement, qui s’enrichit dans une même progression de rayons acti-niques, jusqu’à ce qu’on obtienne l’instantané en photographie.
- La voie est donc ouverte aux essais. L’intérêt qu’il y aurait à posséder ainsi, grâce à l’électricité, des reproductions fidèles des principaux chefs-d’œuvre représéntés sur nos scènes de théâtre, mérite que l’on s’occupe d’une question de jour en jour plus abordable, puisque l’électricité éclaire presque tous les théâtres ou que ceux qui en sont dépourvus la trouvent à leur porte, dans le réseau de quartier qui les environne.
- Peut-être en augmentant considérablement la sensibilité des émulsions photographiques faci-litera-t-on la tâche aux électriciens; rien n’est impossible, malgré qu’il semble difficile d’arriver à obtenir des substances plus impressionnables que celles qui fixent actuellement l’image dans la
- chambre noire en un temps de pose de —- de
- seconde!
- C. Carré.
- «
- NÉCROLOGIE
- Wilhelm Weber
- Wilhelm Weber, le collaborateur de Gauss, le fondateur du système des mesures électriques et un des plus grands physiciens du siècle, vient de s’éteindre, après une carrière laborieuse et féconde, à l’âge avancé de 87 ans.
- Avant de rappeler les divers titres du savant à
- Gauss et Weber.
- la reconnaissance du monde scientifique, qu’on nous permette de saluer la noblesse de caractère de l'homme qui, au risqué même de compromettre sa carrière, ne transigea jamais avec ses convictions.
- Nous sommes d’autant plus heureux d’avoir à rendre cet hommage posthume que nous pouvons y joindre le souvenir personnel de l’affectueux accueil dont nous avons été l’objet lorsque nous avons été admis à suivre son cours.
- Nous avons encore le souvenir très fidèle et particulièrement présent du temps où nous avons mené cette vie des universités allemandes qui, rapprochant les élèves du maître, leur permet d’apprécier intimement sa valeur et d’attacher par là-même un plus grand respectàson enseignement.
- y
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- Lorsqu’il s’agit surtout d’un professeur comme Weber et de leçons dans lesquelles il mettait tant d’ardeur qu’il finissait, pour ainsi dire, par s’identifier avec l’expérience dont l’explication était son but, l’impression est profonde et le souvenir inoubliable.
- Weber naquit le 24 octobre 1804 à Wittemberg, ville du royaume de Saxe. 11 était le second fils du célèbre théologien Michel Weber. Ses deux frères, Henri et Edouard, se distinguèrent l’un et l’autre dans des recherches physiologiques. L'aîné surtout, dont il fut le collaborateur, devint illustre par ses recherches sur le système nerveux et sur l’organe de l’ouïe.
- 11 commença ses études à Halle dans le Pœdago-gium de l’orphelinat de Francke. 11 était encore sur les bancs de l’université lorsqu’il prit part aux travaux de son frère Henri. Dès 1825, il publiait en collaboration avec lui une Théorie des ondulations. Deux années plus tard, il passait sa thèse sur la théorie des tuyaux à anche. Immédiatement après, il était nommé professeur suppléant à l’université même où son père était professeur de théologie.
- En 1831, on l’appelait à l’université de Gœttin-gue pour occuper la chaire de physique.
- Cette chaire dont Weber prenait possession avait été occupée autrefois par Lichtenberg, le physicien, dont le nom prononcé s’accompagne immédiatement, dans notre esprit, du nom de ces figures par lesquelles Lichtenberg rendit visibles les deux électricités d’une bouteille de Leyde.
- C’est dans la célèbre petite ville hanovrienne que s’est écoulée la majeure partie de la vie scientifique de Weber, bien que pour des raisons politiques il ait été dépossédé de sa chaire pendant un certain temps.
- Lorsque Weber fut nommé professeur, l’observatoire de l’université de Gœttingue était dirigé par le grand mathématicien Gauss, qui, bien qu’âgé de plus de 60 ans, était plein d’une ardeur juvénile.
- Gauss et Weber mis en rapport par Alexandre de Humboldt se trouvèrent bientôt liés d’amitié. Les études d’électricité et de magnétisme qui les captivaient tous deux et qu’ils poursuivaient en commun servirent de début à une collaboration féconde.
- Gauss a lui-même décrit la manière dont il a
- fait la connaissance de Weber. « Nous nous sommes attachés, dit-il, de la même façon que l’aimant attire l’acier ».
- Au cours de leurs recherches sur le magnétisme terrestre, célèbres entre toutes par l’applica tion de la méthode classique de Gauss, les deux savants imaginèrent et firent installer, en 1834, entre le laboratoire de physique et l’observatoire d’astronomie, le premier télégraphe qui ait fonctionné.
- Le domaine où s’est particulièrement exercé le génie de Weber est celui de l’électrodynamique : l'empreinte de ses travaux y est marquée d’une manière ineffaçable. Ses appareils demeurés classiques, les méthodes qu’il a instituées et les théories qu’il a développées demeurent au sommet de l’enseignement des phénomènes électrodynamiques au même titre que les plus belles recherches expérimentales de Faraday.
- La grande gloire de Weber est surtout d’avoir soumis au calcul les phénomènes complexes de l’électrodynamique, d’avoir institué les systèmes de mesure absolue, universellement employés aujourd’hui; d’avoir, le premier, déterminé et mesuré le rapport entre les unités dans ces différents systèmes, et d’avoir ouvert ainsi la voie à l’une des plus belles découvertes dans le domaine de l’unité des forces physiques: la théorie électromagnétique de la lumière.
- Les Elektrodynamische Maasbestimmungen de Weber montrent le développement graduel des théories de I’électrodynamique. Les phénomènes nouveaux découverts dans ces dernières années ne font que confirmer la sagacité et la justesse de cet esprit éminent. 11 est vraiment remarquable que, dès cette époque, Weber ait réussi à résumer en une seule et même formule toutes les actions élémentaires, actions électrodynamiques, actions électrostatiques et même l’attraction universelle.
- Depuis 1865, l’Académie des sciences de Paris comptait Weber au nombre de ses membres étrangers.
- Il est à"désirer que le nom de Weber vienne se joindre à ceux de Faraday et d’Ampère dans la liste des noms consacrés aux unités électriques.
- Charles Baye.
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- FAITS DIVERS
- Les travaux relatifs à la construction du pavillon de l’électricité ont été adjugés pour des sommes assez considérables pour nous rassurer sur la splendeur de cette partie de l’exposition de Chicago.
- En effet, les travaux de charpente en bois et en fer absorberont 8320000 francs, et le reste, non compris la toiture, dont l’adjudication a été réservée, 493000 francs. La commission aura donc dépensé près de 9 millions de francs pour ce bâtiment. C’est certainement un joli denier.
- Le Times du 21 juin nous donne, pour la centième fois peut-être depuis le commencement de l’année, le récit d’une catastrophe arrivée dans les environs de Londres au propriétaire d’un public-bouse assez mal inspiré pour rechercher une fuite de gaz avec une chandelle.
- Il serait à désirer que la répétition indéfinie des mêmes catastrophes déterminât enfin les autorités à propager l'usage d’un cherche-fuite électrique. Les mêmes considérations s’appliquent de ce côté du détroit.
- On a établi depuis quelque temps dans une boutique, 41, passage Jouffroy, une exposition permanente des procédés et applications de l’électricité, du gaz ou de l’air comprimé au chauffage, à l’éclairage, etc., etc. Moyennant un abonnement de 1 franc par mois l’administration se charge de la révision des factures des compagnies soit de gaz, soit d’électricité.
- Les orages qui ont éclaté à paftir du 23 juin ont interrompu" complètement pendant quelque temps les relations téléphoniques à grande distance, notamment entre Paris et Bruxelles, Londres et le Havre, mais ces accidents, dus à des phénomènes naturels heureusement transitoires et exceptionnels, n’empêchent point le développement de la téléphonie à longue portée.
- On travaille en ce moment à la pose d’une troisième ligne pour Bruxelles, que l’on prolongera jusqu’à Anvers. L’encombrement de la ligne de Londres excite des réclamations de la part de l’Indépendance belge, qui prétend que le téléphone est accaparé par des spéculateurs de la Bourse de Paris, au mépris des instructions ministérielles assurant la priorité aux dépêches de la presse.
- Des dégâts ont été également occasionnés par les derniers orages, mais d’une façon indirecte. Une partie des services téléphoniques de Paris a été interrompue par suite de l’inon-
- dation d’un égout de la ville. Ce trouble, dont on a mis quelque temps à reconnaître la nature, a nécessité la publication d’une circulaire de la direction générale.
- Le struggle for life auquel se livrent en ce moment les. différentes compagnies de câbles produit des effets véritablement assez curieux à bord des steamers faisant le service de New-York à Liverpool. Le Câble direct a fait imprimer des cartes spéciales portant d’un côté les formules que les passagers n’ont qu’à remplir avec leurs messages. Au verso se trouve la photographie des agents à qui les télégrammes doivent être remis en arrivant au port.
- Un grand nombre de maisons particulières et de constructions publiques étant maintenant éclairées par l’électricité. MM. Merryweather and Sons ont cherché à utiliser l’installation que ce mode d’éclairage nécessite pour conduire une pompe à haute pression pouvant servir au besoin de pompe à incendie.
- Dans quelques cas, la vapeur est utilisée directement pour actionner la pompe à incendie; dans d’autres, la pompe est mise en mouvement par un excentrique monté sur l’arbre moteur. Enfin, lorsque la machinerie est mue par un moteur hydraulique, placé à distance, le courant est utilisé pour commander un moteur électrique actionnant lui-même la pompe à incendie.
- Il paraît que dans l’Illinois nombre d’individus s’étaient arrangés pour se procurer, à l’aide de dérivations, la connaissance des messages télégraphiques et que d’autres s’opposaient au transport à domicile jusqu’à ce qu’ils en eussent pris connaissance.
- Ces abus avaient pris un tel développement que la législature locale a été obligée d’adopter une loi frappant ces délits d’un emprisonnement pouvant s’élever jusqu’à un an et d’une amende de 1500 à 2500 francs.
- Les plans proposés par la compagnie du nouveau chemin de fer électrique souterrain de Londres ont été rejetés par suite de l’opposition faite au tracé par différents intéressés, parmi lesquels se trouvaient les doyens et le chapitre de \ Saint-Paul. Satisfaction ayant été donnée de ce côté, on ne ! croit pas que les autorisations nécessaires pour commencer :les travaux se fassent longtemps attendre. Ils seront probablement en cours d’exécution avant qu'on ait trouvé moyen de sortir de l’imbroglio du funiculaire de Belleville.
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- •Les journaux du-Havre ont récemment donné les détails de, l’inauguration de la Touraine-, le grand navire de la Compagnie transatlantique, dont le Panorama faisant partie de l’Exposition de 1889 est encore ouvert en ce moment. Ce navire est certainement un des premiers steamers français faisant Usage de l’électricité pour tout excepté la propulsion, et la cuisine.
- . 11 suffirait de visiter le panorama du Champ-de-Mars pour se.rendre compte du développement 'que les services électriques ont pris à bord des navires de ce type. En présence de tant de progrès on se demande s’il en reste encore d'autres à réaliser dans ce domaine.
- pèsent pas plus qu’une lampe à huile actuellement en usage. Pour donner une intensité d’au moins une bougie, dépassant beaucoup celle de la lampe à huile, la dépense est insi- ' gnifiante.
- L’acide chromique est fabriqué en Angleterre à un prix ne dépassant pas 2 fr. 25 le kilogramme, ce qui en permet l’emploi courant. La suppression de la potasse empêche la' production du voile qui couvre les électrodes et diminue la production du courant, à moins qu’.on n’ait recours au procédé incommode de l’insufflation.
- La Dépêche Tunisienne rapporte dans son numéro du 21 juin un procès fait par le Directeur général des Postes aux parents d’un gamin qui avait brisé un fil télégraphique avec un cerf volant. L’amende n’a été que de quelques francs, mais le rédacteur en chef de la Dépêche Tunisienne rappelle à ce propos Georges Dandin condamnant même son chien sur la requête de son cuisinier.
- A propos de Tunis, nous venons de lire dans le volume de l’Afrique septentrionale de la Géographie de M. Reclus, qu’il 'n’y a point de paratonnerres sur les édifices de Tunis parce qu’il n’y a jamais de coups de foudre. Est-ce que M. Reclus n’aurait pas été induit en erreur ?
- C’est un détail sur lequel nous prions notre confrère de nous fixer et qui aurait son intérêt.
- A l’occasion de la catastrophe de Mcenchenstein nous devons enregistrer une nouvelle application des procédés de la soudure électrique, imaginée par M. Elias Riess, de Baltimore, pour consolider et réparer rapidement les construc-tibns. en fer. L’auteur a fait l'application de son procédé, qui paraît susceptible de recevoir une grande extension, à la ' réparation des rails usés.
- • Pour réparer les endroits défectueux l’auteur fixe deux bornes dans le voisinage l'une de l’autre, et y lance un fort courant qui, passant d’une borne à l’autre, porte le rail à une température très élevée. Lorsque le métal est rendu malléable on le scie à l’aide d’un outil manœuvrant entre les deux bornes.
- ^Aprè.s deux opérations de ce genre la partie malade est enlevée, on la remplace par un morceau de rail neuf que' l’on soude électriquement. Le rail est donc raccommodé sur place,sans qu’on ait eu besoin de l’enlever et de le rapporter., .
- \ .
- rOn essaie en ce moment d’appliquer la pilé à liquide chloro-chromique du commandant Renard à la construction " d’une lampe de mineur. L’énergie de cette combinaison voltaïque est si grande que la lampe électrique et sa pile ne
- L’administration de la Bibliothèque nationale a ouvert un registre d’offres et de demandes pour un travail littéraire quelconque. Nous engageons les électriciens qui auraient besoin de traductions ou de recherches à essayer de ce procédé, qui ne coûte rien, pour se procurer soit de l’ouvrage, soit des coopérateurs.
- Ne serait-il pas à désirer que l’administration qui a pris cette utile initiative complétât son œuvre en indiquant les personnes qui auraient donnç aux professeurs de l’Ecole nar tionale des langues orientales, ou à toute autre corporation scientifique, des preuves de capacité suffisante?
- Le 25 juin, vers huit heures du soir, nous avons vu passer le long du boulevard Rochechouart, dans la direction de la Villette, un fourgon qui paraissait mû par l’électricité, et filait avec une grande vitesse. Ce véhicule glissait rapide-. ment, en faisant si peu de bruit, qu’il attirait à peine l’attention des passants.
- 1
- : Le Western Electrician nous apprend que la Société parisienne d’éclairage et de chauffage par le gaz s’est décidée à construire un tramway électrique, et qu’elle recherche également les commandes de lumière et de force électrique.
- Hâtons-nous d’ajouter, pour que cette nouvelle ne soulève pas une explosion d’incrédulité, qu’il s’agit de Paris dans le Texas, et non pas de la capitale de la République française.
- A l'Occasion de la célébration du centenaire de Faraday la \ Royal Institution z nommé un certain nombre de membres, jcinqsavants français, qui se sont occupés d’électricité à dif-
- férents titres, ! et qui tous font partie de l’Académie des sciences, ont eu l’honneur de faire partie de cette fournée, : ce sont MM. Cornu, Becquerel, Berthelot, Mascart et Pas- t tour. • . '
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- 49
- . On nous apprend de bonne source que l’ingénieur chargé de la construction de la ligne funiculaire de Belleville a publié son rapport déclarant que l’on courait à un échec certain. C’est seulement après avoir reçu l’ordre formel d’exécuter ce travail qu’il s’en est acquitté de son mieux.
- Ce n’est donc pas sur l’honorable M. Bienaimé que retombe la responsabilité de ce qui se passe. Il est bon d’ajouter que le Conseil d'Etat a refusé à la ville de Paris de l’autoriser à faire l'exploitation à son compte. C’est seulement à cause du refus du concessionnaire de prendre livraison que l’exploitation a lieu pour son compte, dans les conditions désastreuses que l’on connaît. De pareils incidents ne se produiraient point à Paris du Texas!
- Une expédition américaine vient de quitter le petit port de Brunswick, dans l’état du Maine, pour explorer le cours d’un des plus grands fleuves de l’Amérique boréale, et étudier une cataracte qui serait la plus haute du monde, car l’eau tomberait en cascade dan's un abîme dont la profondeur serait de 600 mètres.
- Naturellement, la rigueur du climat interdit de songer à l’utilisation de cette force prodigieuse à la production de l’énergie électrique. Mais l’expédition organisée aux frais du Collège de la petite ville du Maine, emporte des phonographes destinés à recueillir les chants et la langue usuelle des tribus esquimotes vivant dans ces régions où jamais Européen n’a encore pénétré.
- L’Illustration de Paris publie dans son numéro du 20 juin
- , . A ‘a j
- un dessin, qui parait authentique, du vaisseau volant de M. Ader. Les dimensions de la nacelle sont si exiguës qu’on ne voit pas que le constructeur ait réservé la moindre place pour le transport des piles ou des accumulateurs.
- Si l’expérience a réellement eu lieu avec un appareil de ce genre, il faut évidemment que la force motrice soit restée à terre, et que la sustension ait eu lieu, comme nous l’avons dit, au moyen de câbles.
- 11 n’est pas sans intérêt de résumer les faits principaux relatifs à l’utilisation de la chute du Niagara, qui doit, comme on le sait, donner une force disponible de 120 000 chevaux.
- C’est le 11 mars 1886 que la législature de l’état de New-York a autorisé la formation d’une compagnie pour exploiter la puissance hydraulique mise à la disposition de l’industrie par la chute du Niagara. Le tunnel est construit par une compagnie spéciale, et doit être terminé le 1" janvier 1892. Les personnes qui visitent actuellement la chute du Niagara sont admises à examiner les travaux, qui sont dans un état d’avancement très satisfaisant. Le terrain où l’on construira les usines destinées à employer cette force motrice, à une
- étendue de 560 hectares, sur lesquels 120 seront occupés par les usines proprement dites, 40 par les canaux et 400 par les maisons d’habitation des patrons ainsi que des ouvriers.
- Cette ville portera le nom d’Evershed, en l’honneur de l’ingénieur qui a eu l’idée d’employer ce procédé pour l’utilisation des cataractes.
- Actuellement le village de Niagara possède une population de 6500 habitants; on peut y joindre la population du village du Pont-Suspendu, qui est de 4500 habitants. Parmi les projets dont on s’occupe sérieusement et qui seront exécutés d’ici quatre à cinq ans, nous citerons celui de construire des voitures électriques pour conduire les visiteurs dans toutes les directions.
- Le village la Salle, qui se trouve à 8 kilomètres au-dessus de la cataracte, à l’embouchure du Cayuga s’élève à l’endroit même où le chevalier de la Salle construisit la première barque européenne qui ait navigué dans ces régions; c’était dans le courant de l’année 1679.
- Le professeur Garnera publie dans New Revue un article sur la langue des singes, dont il prétend avoir trouvé la clef en employant le phonographe à la reproduction des divers sons qu’émettaient ces animaux lorsqu’il les voyait sous l’impression de sentiments qu’il a cru définir.
- Non content d’avoir acquis, suivant lui, des résultats qui déjà seraient passablement extraordinaires, l’auteur semble penser que cette langue donnerait une idée de l’idiome ancestral de l’humanité primitive.
- Lorsqu’il s’est agi de combattre la grève des boulangers, le télégraphe électrique et le téléphone ont permis d’organiser l’approvisionnement de Paris avec une facilité défiant toutes les combinaisons du syndicat. Mais ce n’est pas seulement le ministre de l’intérieur et la préfecture de police qui ont fait usage du réseau téléphonique parisien ; les, ouvriers eux-mêmes ont eu recours aux cabines publiques des bureaux oe Paris. Le Figaro noùs apprend qu’un grand nombre ont téléphoné aux placeurs pour les prier de leur envoyer la carte imprimée dont ils ont besoin pour se présenter chez de nouveaux patrons. Le téléphone leur a permis de se dérober aux violences des grévistes qui cernaient les bureaux.
- Éclairage Électrique
- Sir Edouards Watkins fait placer sur le sommet du Snow-don une lampe électrique d’une grande puissance destinée à faciliter les ascensions nocturnes de cette montagne, que l’on tente souvent en été, mais seulement pendant la pleine lune. Cette mesure est destinée à avoir un grand succès si
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- la source de lumière artificielle permet de voir aussi bien qu’on l’espère les précipices et les crevasses. En tout cas l’idée est aussi originale qu’ingénieuse et digne du promoteur infatigable du tunnel de la Manche. Espérons que le Parlement ne trouvera pas que cet excès de lumière puisse diminuer la sécurité dont jouissent les fidèles sujets de Sa Majesté britannique.
- Le Herald, de Chicago, s’est décidé à fabriquer lui-même sa lumière. D'après les plans que l’administration a adoptés il n’y aura pas moins de 50 lampes à arc et de 2000 incandescences dans l’établissement.
- Nous lisons dans le Journal de Saint-Pétersbourg du 24 juin un avis de la Compagnie d’éclairage électrique adressé aux personnes désirant avoir recours à la canalisation que la compagnie fait établir en ce moment. Elle engage ces futurs consommateurs à faire connaître leurs intentions dans un bref délai, afin que l’on puisse déterminer le tracé des conduites de la façon la plus avantageuse pour les besoins à satisfaire.
- En ce moment le directeur de l’observatoire de Greenwich s’occupe d’établir un système complet de lumière électrique, genre d’éclairage dont un établissement de ce genre ne saurait se passer, surtout maintenant que la photographie céleste a pris de si grands développements.
- Nous sommes certains que ce mouvement progressif s’étendra prochainement aux observatoires du continent, et surtout à celui de Paris qui, plus ancien que celui de Greenwich, n’a jamais consenti à lui rester inférieur sous aucun point de vue.
- La petite ville de Neuville-au-Bois (Loiret) vient d’adopter l’éclairage électrique pour ses rues.
- Cet éclairage, qui va s’étendre chez les particuliers, comprend 38 lampes à incandescence de 30 bougies et 2 lampes à arc de 10 ampères. Toutes les lampes sont montées en tension sur un circuit de bronze silicieux de 3 millimètres, placé au-dessus et le long des maisons; l’intensité constante est de 10 ampères, et la force électromotrice de 470 volts.
- Les dynamos sont en série et tournent à iîoo tours.
- C^tte installation a été faite par la maison Clémançon, de Paris, pour le compte de la ville : les premiers essais ont été très satisfaisants et l’inauguration officielle a eu lieu le 21 juin.
- M. Jules Roche, ministre du commerce, vient d’autoriser la création de réseaux téléphoniques à Béziers (Hérault), à
- Romilly-sur-Seine, à Saint-Ouen et à Bayonne (Basses-Pyrénées).
- Aux termes d’un traité intervenu entre la Compagnie générale des téléphones de Stockholm et l’Administration des téléphones de l’Etat, la Compagnie générale est autorisée à exploiter pendant cinq ans les lignes anciennes ou à créer, dans un rayon de 70 kilomètres autour de la ville. A l’expiration de la concession, l’Etat rachètera les réseaux de la Compagnie générale ou passera avec elle un nouveau marché.
- Les différents gouvernements représentés au Congrès international télégraphique de Paris s’étaient engagés à publier avant le 1" juillet 1891 un nouveau tarif pour les communications télégraphiques internationales et à y introduire les réformes votées dans la dernière session. Le Post-Office d’Angleterre et l’administration des Postes et Télégraphes viennent de remplir cet engagement.
- Nous avons déjà fait connaître, il y a un an, les principes des nouvelles dispositions adoptées; nous en examinerons ultérieurement les détails lorsque nous aurons sous les yeux tous les documents officiels relatifs à cette importante affaire.
- Au Sénégal il n’y avait en 1889 que trois réseaux téléphoniques, d'un développement de 8 kilomètres, réservés à l’usage de l’Etat, ayant coûté 4458 francs de frais d'établissement, ne donnant lieu à aucune recette ni à aucune dépense d’exploitation.
- Au contraire, en Cochinchine il y avait un réseau de 11 kilomètres réservé à l’Etat, mais la colonie possédait en outre 38 kilomètres de lignes téléphoniques appartenant à diverses Sociétés, à la Compagnie des tramways à vapeur de Saigon à Cholon et à la Compagnie téléphonique de Saigon à Cholon. Celle-ci a recueilli en 1889 une somme de 9200 fr. provenant de 15320 communications d’abonnés et de 2150 communications interurbaines.
- D’après la comparaison des résultats obtenus simultanément dans deux colonies si différentes, il paraît probable que dans les cas où les convenances gouvernementales s’y prêtent l’administration aurait avantage de mettre son réseau à la disposition du public.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory
- Imprimerie de La Lumière Électrique —- Paris, 31, boulevard des Italiens.
- Télégraphie et Téléphonie
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII” ANNÉE (TOME XLI) SAMEDI II JUILLET 1891 No 28
- SOMMAIRE. — Courbes électromagnétiques isogoniques; C. Decharme.— L’aluminium et son électrométallurgie; Gustave Richard. — Calcul d’une trieuse électromagnétique; H. Ponthière. — Sur la résistance magnétique à la surface; C. Raveau. — Chronique et revue de la presse industrielle : Etude thermo-électrique de la condensation dans les machines à vapeur, par M. E.-H. Hall. — Piles continues de sir C.-S. Forbes. — Filtre-presse électrolyseur Kellener. Fabrication des câbles en caoutchouc, procédé Felten et Guillaume. — Ventilateur-chauffeur électrique Dewey. — Sur la distribution de l’énergie pour la ville de Fribourg. — Etude photographique de l’arc électrique d’après les expériences de M. Mynn, par Ed.-N. Nichols. — Revue des travaux récents en électricité : Société française de physique (séance du 3 juillet 1891). — Société internationale des électrjciens (séance du 1" juillet 1891). — De l’amortissement des oscillations hertziennes, par M. V. Bjerknes. — Sur l’electrolyse du chlorure de baryum pur ou mélangé de chlorure de sodium, par M. C. Limb. — L’évaporation électrique, par William Crookes. — Quelques expériences sur la décharge électrique dans les tubes à air raréfié, par le professeur J.-J. Thomson. — Sur les éléments étalons. — Mesure de conductibilité pour déterminer la constitution des composés, par M. Magnanini. — Variétés : Une nouvelle application du principe des fontaines lumineuses, par W. de Fonvielle, — Faits divers.
- COURBES ÉLECTROMAGNÉTIQUES
- ISOGONIQUES
- Dans de précédentes expériences sur les courbes magnétiques, isogoniques, isoclines et isodynamiques (B, j’ai combiné les positions diverses de l’aimant inducteur et de la boussole dont l’aiguille marquait, par l’un de ses pôles, les points de la courbe correspondant à un même angle donné, pour une position déterminée de l’aimant mobile, ou de la boussole mobile quand l’aimant était fixe.
- Des constructions analogues peuvent être réalisées en remplaçant l’aimant inducteur par un courant électrique. Toutefois, il y a entre les systèmes de courbes résultant de l’emploi de ces deux méthodes des différences assez notables qu’il m’a semblé utile de signaler, en rapprochant les courbes relatives à chacun des cas correspondants.
- La loi de Biot et Savart, relative à l’action électromagnétique d’un courant sur une aiguille aimantée, ne considère que le cas où le courant passant par un fil unique est vertical et assez long de part et d’autre de l’aiguille pour être
- (1) La Lumière Électrique, t.XXIV, p. 311 et 366; t. XXVI, p. 277 ; t. XXIX, p. 19
- considéré comme indéfini, l’aiguille étant très courte (1),
- Si l'on voulait se servir, dans nos expériences, d’un courant simple indéfini, les effets seraient peu sensibles, à moins d’employer une pile très énergique.
- Pour simplifier les dispositions expérimentales, j’ai opéré, après divers essais, avec un cadre en bois rectangulaire de 0,20 cm. sur 0,10 cm. autour duquel a été enroulé un fil de cuivre de 0,5 mm. de diamètre et de 40 millimètres de longueur.
- En présentant à une boussole tantôt le petit côté de ce cadre, tantôt le grand côté, tantôt le milieu de ce côté, je ne trouvai pas de différences bien sensibles. En sorte qu’il m’a paru suffisant, pour les expériences que j’avais en vue, de me borner à l’emploi de ce cadre, en faisant passer dans le fil un courant issu d'une pile de deux éléments au bichromate, ayant une intensité suffisamment constante pendant la durée d’une même série d’expériences.
- Dans ces conditions expérimentales, les effets observés sont nécessairement très complexes : le courant est fini, multiple (plus de 60 spires),agit
- Ç1) De la Rive. Traité d'électricité, t. I. p. 211 et 595. Verdet. Traité de physique, t. I, p. 268, 275, 276.
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- par les côtés opposés du cadre, dont la position varie ; d’ailleurs l’aiguille est relativement longue. On est donc loin des conditions théoriques. Les relations qui existent entre ces différents éléments seraient fort difficiles à déterminer et à formuler théoriquement, tandis qu’on peut les représenter
- Fig. i. — Le courant mobile (cadre vertical) a son plan dirigé vers le pivot de l’aiguille.
- graphiquement par des courbes faciles à tracer. C’est ce que j’ai fait.
- Je ne passerai pas en revue comparative tous les
- Fig. i a. — L’aimant mobile a son axe dirigé vers le pivot de l'aiguille.
- cas qui ont été examinés précédemment : je me bornerai aux principaux, qui sont les suivants :
- premier cas. — La boussole est fixe et le courant mobile.
- Le cadre multiplicateur est tenu verticalement dans les positions successives qu’on lui
- donne et son plan est constamment dirigé vers le pivot de l’aiguille. .
- La figure i représente des courbes dont chacune correspond à un angle déterminé de l’aiguille. Voici comment l’expérience est conduite :
- Fig. i bis. — Même disposition; courant interverti dans la deuxième partie de la figure.
- L’aiguille étant au repos dans la direction de la droite xy, qui représente la projection horizontale du méridien magnétique du lieu, on place le ca-
- Fig. i bis a.— Pôles intervertis, superposition des effets.
- dre (où circule le courant) sur l’une des lignes axiales contre une règle fixe dont l’arête est parallèle à cette droite; on l’avance ou on la recule jusqu’à ce que l’aiguille s’arrête au degré voulu, io° par exemple.
- On marque un trait au crayon contre le bord intérieur du cadre, du côté qui regarde l’aiguille,
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- et l’on a un point de la courbe isogonique de ioc. On déplace successivement le cadre sur les lignes axiales, de manière que l’aiguille marque toujours
- Fig. 2. — Le courant se déplace parallèlement au méridien magnétique.
- io° dans les positions successives du cadre. 11 suffit alors de tracer, par les points ainsi obtenus,
- tçrjidieir mnitnetidiit
- Fig. jj. — Le courant se déplace parallèlement à l’aiguille.
- une ligne continue qui sera la courbe isogonique de io°.
- On opère de même pour le tracé des courbes de 20, 30, 40 degrés.
- Dans cette figure 1, comme dans les suivantes, les angles sont toujours comptés à partir du méridien magnétique#^. Ici le pôle nord de l’aiguille marquait les points des courbes situées à
- Fig. 2 a. — L’aimant se d.-place parallèlement au méridien magnétique.
- droite de la ligne A B et le pôle sud servait à déterminer les points des courbes situées à gauche dans cette même figure.
- Le groupe de courbes figure 1 représente donc les lieux géométriques des diverses positions du
- Fig. 3 a et 3 bis a. — L’aimant sé déplace parallèlement à l’aiguille
- courant, c’est-à-dire du bord antérieur vertical du cadre, pour les divers angles de l’aiguille.
- En jetant les yeux sur l'ensemble de ces courbes, on voit que le système est coupé par la droite A B, perpendiculaire au méridien magnéti-
- que, en deux parties symétriques, superposables en pliant la figure autour de cette droite; tandis que, de part et d’autre du méridien magnétique, le système de courbes est coupé en deux parties dissymétriques.
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- C’est l’inverse de ce qui avait lieu pour les courbes magnétiques (*) (fig. i a).
- Cette remarque est générale et s’applique à tous les autres cas que nous allons examiner. '
- Projections sur le plan vertical de gauche
- j r c'JV * * • * •' » f
- vertical de droite
- Fig. 4.— Le cadre vertical se déplace, dans l’espace, parallèlement à la méridienne; son milieu reste dans le plan vertical;passant par le pivot de l’aiguille.
- Il est d'ailleurs évident qu’en intervertissant le sens du courant dans le cadre, les courbes obtenues auraient une disposition inverse de celle de la figure 1.
- Fig. 5 a. — L’aimant horizontal se déplace, dans l’espace perpendiculairement au méridien magnétique; son centre reste dans le plan vertical passant par le pivot de l’aiguille.
- \ C’est ce que représente la figure 1 bis, pour laquelle le courant a été renversé seulement pour la partie située à droite de la figure. Elle corres-
- (*) La Lumière Electrique, t. XXIV, p. 212, 213. ! I
- pond à la figure 1 bis a des courbes magnétique^ à pôles intervertis; effets superposés. ’
- fcri</icn
- Fig. 4 a. — Courant fixe, boussole mobile; le diamètre o — 180" reste parallèle à la méridienne.
- Le deuxième cas des courbes magnétiques, où l’aimant inducteur est perpendiculaire au méri-
- Fig. 5 bis a. —Aimant fixe, boussole mobile; le diamètre o — i8o‘ reste parallèle à la méridienne.
- dien magnétique, n’a pas son correspondant parmi les courbes électromagnétiques, car l'action d'un courant perpendiculaire au méridien magnétique est de nul etfet sur l’aiguille aimantée.
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- deuxième cas. — Le cadre vertical se déplace parallèlement au méridien magnétique.
- C’est encore au-dessus de la droite xy que se comptent les angles pôle nord à droite, pôle sud à gauche (fig. 2). Cette figure correspond à la figure 2 a, au troisième cas des courbes magnétiques précitées (1).
- On voit que les deux systèmes de courbes ne sont pas sans analogie, sauf qu’ici on n’a pas interverti le sens du courant inducteur dans la seconde partie des courbes.
- troisième cas. — Le cadre vertical, dans son déplacement, reste constamment parallèle à la direction de l’aiguille.
- La figure 3, qui représente les courbes obtenues dans ces conditions, diffère peu de la figure 1 bis.
- urcr/ii
- Bousjolël mobile'
- Le sens du courant a été changé dans la seconde partie de la figure. Ces systèmes de courbes sont analogues à ceux des figures 3 a et 3 bis a des courbes magnétiques (2).
- quatrième cas. — Le cadre est vertical; son grand côté horizontal se déplace dans l’espace, au-dessus de l’aiguille, parallèlement à la trace xy du méridien magnétique; le milieu du cadre reste dans le plan vertical passant par le pivot de l’aiguille.
- Un crayon fixé à l’extrémité du bord inférieur du cadre, trace sur un plan vertical, successivement à droite et à gauche de la ligne A B, perpendiculaire au méridien magnétique, les courbes de io°, 200..6u° (fig. 4).
- 11 faut donc se représenter redressés verticale-
- (’) La Lumière Electrique, t. XXIV, p. 313, fig. 3.
- (2) La Lumière Electrique, t XXIV, p, 315, figures 4 et 4 bis.
- ment, à droite et à gauche les plans de ces deux systèmes de courbes, la distance de ces deux plans étant égale à la longueur du cadre 0,20 cm. 1 L’analogie de ce cas a été oubliée pour les courbes magnétiques; je vais réparer ici cette omission. La disposition est inverse de la précédente en ce qui concerne l’inducteur, c’est-à-dire que l’aimant se déplace, au-dessus de l’aiguille, dans l’espace perpendiculairement au méridien magnétique, le centre de l’aimant restant dans le plan vertical passant par le pivot de l’aiguille. Les projections des positions diverses de chacune des extrémités polaires de l’aimant, pour un même angle de l’aiguille, détermine une courbe isogoni-que correspondante.
- La fig. 4 a en montre le système.
- La distance des deux plans verticaux de projec-
- Mcr'idienI
- Fig. 5 bis
- tions est au moins égale à la longueur de l’aimant, o, 10 cm.
- cinquième cas
- Parmi les cas où le courant est fixe et la boussole mobile, je n’examinerai que celui où le cadre est vertical dans le plan du méridien magnétique et où le diamètre o— 1800 de la boussole reste parallèle à la trace du méridien magnétique.
- La figure 5 présente le système des courbes obtenues dans ces conditions. Elle est analogue à la figure 5 a des courbes magnétiques, correspondant au cas où l'aimant fixe est vertical (* *).
- Quand le courant est renversé, pour la seconde partie de la figure, on a la figure 5 bis, analogue à celle (fig. 5 bis a) des courbes magnétiques à pôles alternés (2).
- Je ne pousserai pas plus loin la comparaison
- C) La Lumière Electrique, t. XXIV, p. 368, fig. 8.
- (*) La Lumière Electrique, t. XXIV, p. 369, fig. b ter.
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- entre les courbes isogoniques électromagnétiques et les courbes isogoniques magnétiques ; les exemples précédents me paraissent suffisants pour montrer les analogies et les différences qui existent entre elles.
- C. Decharme.
- L’ALUMINIUM
- ET SON ÉLECTROMÉTALLURGIE (i)
- M. W.-H. Wahl a tout récemment discuté, dans une remarquable conférence, devant Y American Institute of Electrical Engineers, les avantages comparatifs des procédés chimiques et électriques de la métallurgie de l’aluminium (2). Nous allons donner une analyse de ce beau travail, important en lui-même et par la compétence spéciale de son auteur.
- Examinant d’abord l’avenir des procédés chimiques, M. Wahl commence par établir la supériorité de l’emploi des fluorures d’aluminium sur les chlorures, comme réactifs dans les procédés de réduction par le sodium. Les fluorures sont, en effet, absolument stables aux températures ordinaires; on peut les chauffer à des températures très élevées sans pertes notables par volatilisation; on peut aussi, en prenant certaines précautions dans leur mise en présence des agents réducteurs, en extraire presque tout l’aluminium à l'état de lingots coulés immédiatement sans autre manipulation de raffinage. En outre, sans que l’on puisse l’affirmer positivement, les fluorures reviennent probablement moins cher que les chlorures, et l’on peut facilement, en partant du fluorure de sodium résultant de la réduction, reconstituer la soudé et le fluorure d’aluminium, qui forment les réactifs mêmes de l’opération.
- Reste la question du prix du sodium, qui constitue jusqu’ici le principal obstacle, à la fabrication économique de l’aluminium par ce procédé; obstacle insurmontable, d’après un grand nombre de chimistes. Ce n’est pas tout à fait l’avis de M. Wahl. 11 fait très justement remarquer que l’un des principaux éléments d'économie des
- (*) La Lumière Electrique du 21 mars 1891.
- (’) The future ofthe Aluminium Prohlem from a Chemical Stand fioint.
- opérations métallurgiques : la continuité, dont la marche des hauts-fourneaux à fonte nous offre un exemple classique, fait complètement ou à peu près défaut dans les procédés même les plus perfectionnés de l’extraction du sodium, tels que ceux de Castner et de Netto (* *).
- La réaction fondamentale de ces procédés,
- 3 Na OH + C = Na2 C03 + 3 H + Na,
- ne transforme en sodium que le tiers du métal renfermé dans le carbonate, et l’on y trouve avantage en raison de la faible température à laquelle s’opère la réaction. Dans ces conditions, et en supposant le creuset maintenu à la température de la réaction, il faudrait dépenser théoriquement un kilogramme de carbone pour produire deux kilogrammes de sodium.
- Quant à la chaleur indispensable pour maintenir le creuset à la température de la réaction, M. Wahl la déduit approximativement, faute de données positives, de la pratique des hauts-fourneaux, dans laquelle il faut un kilogramme de charbon par kilogramme de fer, ou trois fois plus de charbon que n’indique la théorie, de sorte que les deux tiers de ce charbon sont employés à maintenir la charge du haut-fourneau à la température de réduction. Or, on dépense dans le procédé Castner environ 14 kilogrammes de charbon par kilogramme d’aluminium, et 11,6 k. dans le procédé Netto, moins discontinu, soit en moyenne, 12 kilogrammes environ, dont, d’après ce qui précède, 11,5 k. pour conserver le creusetàla température de réaction.
- Le haut fourneau est donc, en ce qui concerne la conservation de cette température, à peu près six fois plus économique que le creuset de l’appareil à sodium, de sorte que l’on pourrait abaisser le prix du sodium au quart environ de sa valeur actuelle, ou à près de 0,60 fr. le kilogramme, si l’on parvenait à le réduire par un procédé aussi économique que celui du haut-fourneau.
- En traitant un fluorure d’aluminium avec du sodium à ce prix, on obtiendrait comme produits finaux de l’aluminium et un fluorure de sodium facile à retransformer par un procédé analogue à celui de Graban, par exemple (2) en un fluorure chimiquement pur, dont l’emploi serait, d’après
- C1) La Lumière Electrique, 1" novembre 1890, p. 20s et 26 juillet 1890, p. 153.
- (*) La Lumière Electrique, 1" novembre 1890, p. 205.
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- M. Wahl, aussi économique que celui de la bauxite dans les différentes méthodes éleçtroly-tiques.
- On pourrait, en outre, récupérer sous forme de soude caustique environ 75 0/0 du sodium employé dans les réductions, ce qui en procurerait la matière première à très bas prix, et permettrait d’abaisser le prix du sodium aux environs de 0,40 fr. le kilogramme.
- D’après le capitaine Hunt, le prix de revient du kilogramme d’aluminium ressortirait à peu près, avec une force hydraulique extrêmement peu coûteuse, et dans une grande installation électrique perfectionnée, à 2,20 fr., d’après les éléments du tableau ci-dessous.
- Prix de revient du kilogramme d'aluminium par le procédé Haie (Pittsburg Réduction Co)
- 2 livres d’alumine à 52,9! 0/0 d’aluminium........ o fr. 30
- 1 livre de charbon d’électrodes................... 10
- Réactifs, poussier de charbon, creusets, etc...... 05
- 22 chevaux-heures électriques (par l’hydraulique)... 25
- Main-d’œuvre et surveillance............................. 15
- Frais généraux, entretien, amortissement................. 15
- 1 fr. 00
- Soit 1 franc la livre de 450 grammes, ou 2 fr. 20 le kilog.
- D'après M. Wahl, le kilogramme d’aluminium reviendrait, avec une méthode chimique rationnelle et du sodium à 0,40 fr. le kilogramme, au prix de 2,80 fr., conformément aux éléments suivants.
- Prix de revient du kilogramme d’aluminium par le procédé
- chimique au sodium.
- 3 livres 1/4 d’Ah Flf) renfermant 32,7 0/0 AI2..... o fr. 150
- 2 livres 1/2 de sodium à o fr. 20 la livre......... 50
- Main-d’œuvre, surveillance......................... 15
- Frais généraux, etc................................ 15
- 1 fr. 30
- Soit 1 fr. 30 la livre de 450 grammes, ou 2 fr. 80 le kilog.
- On voit néanmoins que, même dans les hypothèses les plus favorables et en supposant accorii-plis de très grands progrès dans la réduction du sodium et de l’aluminium, le procédé chimique n’arriverait, d’après M. Wahl, que difficilement à des prix comparables à ceux que l’on espère obtenir avec le procédé Hall, actuellement adopté, comme le savent nos lecteurs, par la Compagnie de Pittsburg (').
- Ce n’est donc pas, autant du moins qu’on peut le prévoir aujourd’hui, la réduction par le sodium qui menace le plus l’avenir des procédés électriques.
- Après les fluorures, il faut citer comme minerais secondaires de l’aluminium les sulfures proposés par Weldon, mais dont on n’a rien pu faire jusqu’à ce jeur; leur fabrication et leur réduction sont en effet plus difficiles que celles des chlorures et des fluorures, et ils donnent le plus souvent des produits impurs, dont la présence suffit pour en expliquer le peu de succès, même dans la fabrication des alliages d’aluminium.
- Il n’en est pas de même de l’alumine qui permet, en principe du moins, l’emploi du réducteur le moins cher : le charbon. L’alumine peut se réduire par le carbone, dont le pouvoir réducteur intervient très activement, d’après M. Wahl, dans les réactions encore indécises du procédé Cowles. C’est apparemment, avant tout, une question de température; il faut en atteindre de très élevées : 2500° environ, que l’arc électrique peut seul produire.
- Mais la chaleur n’intervient pas seule pour favo riser les réactions et l’on pourrait peut-être tourner la difficulté par l’emploi d’un dissolvant de l’alumine, d’un fluorure alcalin par exemple. On n’est pas encore parvenu à produire ainsi l’aluminium directement, mais on a réussi pour ses alliages; et, d’après M. Wahl, ces alliages, on ne tardera pas à les fabriquer par des procédés chi miques au moins aussi favorablement que par l’électricité.
- M. Wahl termine sagement son mémoire sans conclure. Pour le moment, l’électricité triomphe incontestablement, et paraît, du moins en ce qui concerne la réduction par le sodium, devoir l’emporter pour longtemps, puisqu’il faudrait, pour la mettre au niveau de certains procédés électriques légèrement améliorés, opérer .dans la fabrication du sodium une véritable révolution.
- Quant aux autres procédés de réduction chimiques, si grandes que puissent êtreleursespérances on est bien obligé de reconnaître qu’elles ne reposent que sur des considérations théoriques, dont il semble qu’il faille se méfier plus en chimie industrielle que partout ailleurs.
- La question reste donc, pour le moment, indécise, et nous ne pensons pas que les deux procédés suivants, dont nous empruntons la descrip-| tion au journal La Métallurgie des 15 avril et 10
- (') La Lumière Electrique, 26 juillet 1890, p. 1,156.
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- juin 1891 lui fasse faire un pas décisif en faveur des procédés chimiques.
- Le premier de ces procédés, celui de M. Greenwood, a été annoncé par le journal américain Age of Steel comme devant amener une révolution colossale.
- « Ce nouveau procédé, dit le journal La Métallurgie du 15 avril dernier, s’opère à l’aide du contact de l’air, dans deux fourneaux chauffés séparément, dont l’un contient une cornue dans laquelle se distille l’argile, et l’autre une chambre de réduction de construction toute particulière, aux parois en terre réfractaire à base de magnésie.
- « Cette chambre affecte la forme d’un prisme rectangulaire allongé, dont les plans longitudinaux sont très rapprochés, ce qui permet de porter le carbone à une haute température en très peu de temps. La chambre est installée dans le fourneau sous un angle de 450, et son petit axe est quelque peu renversé pour faciliter l’écoulement du métal vers le récipient.
- « La charge de la cornue consiste en un mélange de houille bitumineuse et d’argile commune préalablement séchée. On chauffe le fourneau à une température suffisante pour générer du gaz sans fondre l’argile; la chambre de réduction est chargée de carbone en quantité convenable. Le fourneau est alors chauffé au coke et porté par une soufflerie à une température de 3 6oo°.
- « Après avoir laissé échapper dans la cheminée les vapeurs engendrées dans la cornue, l’on ouvre une soupape permettant à la vapeur d’alumine et au gaz de houille naissant d’entrer dans la chambre de réduction, où la vapeur se décompose et se réduit à l’état métallique par son passage dans la chambre du laboratoire.
- « L’un des traits saillants du procédé Greenwood, c’est le fait de chauffer l’argile sans vaporiser la silice avec laquelle elle est combinée, ce qui aurait lieu si l’argile et l’agent principal de la réduction étaient chauffés ensemble dans un four à une température suffisante pour rendre effective l’action de l’agent désoxydant. Un autre trait de l’invention réside en ce que l’alumine, telle qu’elle existe dans l’argile, se trouve portée à un haut degré de sublimation ; c’est là, dit l'inventeur» la clef du mystère qui a, jusqu’à présent, déjoué tous les efforts tendant à une réduction d’après les procédés métallurgiques ordinaires.
- « Les expériences préliminaires ont pleinement <
- réussi; on installe actuellement à Joplin des fourneaux pour la production en grand, et à un prix relativement minime, de l’aluminium, qui est appelée à produire une révolution industrielle colossale».
- Le procédé plus modeste de M. Manssier comprend deux périodes :
- « i° La dénaturation des argiles, bauxites, kaolin, feldspath et la préparation de l’alumine libre du sulfate d’alumine, des chlorures et fluorures d’aluminium, etc. ;
- «20 La réduction de Y alumine par des bains métalliques réducteurs plus fusibles que l’aluminium, le zinc, l'antimoine, le plomb, l’étain, en reconstituant ultérieurement en métaux les oxydes .de zinc, antimoine, plomb, étain.
- « Cette réduction a lieu avec une chaleur produite par le charbon ou par un courant électrique.
- « Première période. — La dénaturation a lieu soit par le carbonate de soude, procédé qui donne un silicate et un aluminate de soude; soit en chauffant fortement les silicates avec de la fluorine et du charbon, procédé qui enlève la silice à l’état de fluorure de silicium et laisse un mélange de chaux et d’alumine; soit en mélangeant lps argiles ou bauxites avec une proportion convenable de fluorine et d’acide sulfurique et en chauffant ce mélange au-dessus du rouge.
- « Le dégagement de l’alumine à l’état libre s’effectue par l’acide carbonique ou par calcination du charbon et du sulfate d’alumine.
- « Deuxième période. — La réduction a lieu à haute température sous la double influence d’un fondant réducteur et celle d’un métal avide d’oxygène.
- « Ce métal, joignant son action réductrice à celle du charbon, s’oxyde partiellement, et se combine en partie à l’aluminium de l’alumine décomposée, pour donner un alliage d’aluminium ou l’aluminium lui-même si l’oxyde peut sevolatiliser, condition qui se réalise pour l’antimoine et quelques autres métaux.
- « L’inventeur comprend sous le nom de fondants réducteurs : le carbonate de soude et le charbon, le carbonate de soude, le chlorure de sodium et le charbon, le sulfate de soude, le sulfate de soude et le charbon.
- « L’opération peutêtreconduite avec mélangedè bauxite, de fluorine et un des fondants ci-dessus indiqués, soit avec l’alumine libre, soit enfin avec
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- le chlorure d’aluminium ou le fluorure mélangés au bain métallique et au fondant.
- «La réduction peut s’effectuer ou dans un creuset brasqué, muni d’une calotte et d’une allonge, ou dans un four à réverbère avec gaz réducteurs ».
- Le procédé électrochimique de MM. Schneller et Astfalk a pour principe de réduire par l’hydic-gène des chlorures oxydes ou fluorures d’alumi-
- Fig. i. — Schneller et Astfalk (1891).
- nium portés à une température élevée par l’électricité, mais au moyen de courants à haute tension.
- 11 se produit alors les réactions, types AI2 Os --F 6 H = 2 Al -f- 3 Ft2 O ou
- Al2 Fig +' 6 h = 3 Al + 6 h Fl.
- Ces réactions ne peuvent se produire qu’à des températures très élevées. Si l’on emploie des courants de basse tension, il faut augmenter la conductibilité de la masse traitée par l’addition de
- charbon, et l’on obtient alors un aluminium impur par sa combinaison avec le charbon ou avec ses impuretés, notamment la silice. De là l’emploi des courants de haute tension proposé par MM. Schneller et Astfalk.
- Ces courants alternatifs fournis par une dynamo c (fîg. 1), et transformés en d, arrivent à 20000 ou 30000 volts aux électrodes d’aluminium a a, plongées dans l’alumine, le chlorure ou le fluorure à réduire. L’arc jaillit entre les électrodes sur une longueur variable avec l’état et la résistance du bain, et que l’on peut régler par l’écartement des électrodes. La chaleur localisée de cetarc détermine une température suffisante pour fondre et volatiliser en partie le minerai d’aluminium, sans aucun fondant, et pour la maintenir à la température nécessaire à sa réduction par l’hydrogène. Ce gaz arrive par h au bas du cubilot. L’aluminium fondu s’écoule en v, pur ou surnageant sur des scories; l’aluminium volatilisé se recondense dans le haut du cubilot en s, puis retombe en r et en v.
- On peut achever la purification de l’aluminium en v,eri le soumettant à un courant d’hydrogène, après avoir fermé la vanne m et ouvert l’orifice k. On fait ainsi disparaître presque tout le silicium sous forme de S4 H4. Ce procédé n’a pas encore, croyons-nous, fonctionné pratiquement.
- Nous avons déjà signalé dans notre numéro du 21 mars 1891 l’installation des turbines avec dynamos à armatures horizontales de l’usine de Neuhausen; nous complétons aujourd’hui ces renseignements par la description suivante, empruntée à une intéressante brochure publiée par la Compagnie de Neuhausen, qui exploite, comme on le sait, les brevets Héroult et Killiani (1).
- « Selon l’acte de concession de l’État de Schaf-fhouse, daté du mois de février 1889, la Société anonyme pour l’industrie de l'aluminium a le droit de tirer du Rhin, au-dessus de la chute, 20 mètres cubes d’eau par seconde. Cela correspond, à la hauteur de 20 mètres de la chute, à une force effective de 4000 chevaux (fig. 2 et 3).
- Au moment de l’achat de l’établissement par la société, en novembre 1888, un canal ouvert ou seulement couvert en partie par la chaussée, conduisait l’eau dans l’établissement, où elle se répar-
- v1) La Lumière Electrique, 1" septembre 188S, p. 433 et 1" novembre 1890, p. 203.
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- tissait, â une hauteur d’environ 14 mètres, d’un réservoir en bois dans des conduits de tuyaux. La première idée devait être de prolonger la conduite de tuyaux jusqu’au niveau supérieurde l'eau pour pouvoir utiliser toute la pression disponible.
- L’exécution des travaux hydrauliques et la construction des bâtiments furent confiées à M. le colonel Locher, le constructeur bien connu du chemin de fer du Pilate, et, en février 1889, les travaux furent commencés selon ses plans.
- Toute la disposition des nouvelles machines fut dictée par le besoin d’épargner la place. 11 en résulta naturellement une disposition verticale, de
- sorte que les dynamos furent plaoées au-dessus des turbines et les armatures directement accouplées aux turbines verticales. L’ancienne installation des machines de la Société Métallurgique suisse avait une force disponible de 300 chevaux, avec une longueur de 15 mètres, tandis que la nouvelle installation utilise, à peu près dans la même longueur, une force motrice de 1500 chevaux.
- Les figures 4 et 5 représentent la nouvelle installation. Dans le souterrain se trouve la conduite d’écoulement avec les tuyaux d’aspiration; au parterre, les turbines avec les régulateurs, et au pre-
- mier les dynamos. Au-dessus, ou plutôt sur les dynamos, est construite une galerie traversant la halle des machines, qui est séparée de la halle des fourneaux par un vitrage, afin que les machines soient mieux protégées contre la poussière.
- La Société anonyme des ateliers de constructions mécaniques d’Escher Wyss et Cie, à Zurich, qui fut chargée de l’exécution des turbines, avait à résoudre le problème dans les conditions suivantes :
- Actionner directement trois machines dynamo, dont deux de 600 et une de 300 chevaux, en utilisant ja chute du Rhin avec une pression brute de 20 à 21 mètres.
- Eu égard aux conditions du terrain et aux variations du niveau d’aval, il était indiqué d’établir les moteurs à environ 3 ou 4 mètres au-dessus de
- ce niveau, en utilisant par aspiration cette hauteur de chute.
- En vue de l’accouplement direct avec les dynamos, il était nécessaire de donner aux turbines une vitesse aussi grande que possible par rapport à la chute disponible et à la force demandée, c’est-à-dire de construire des turbines permettant un grand débit par une roue d’un diamètre aussi réduit que possible.
- Le système Jonval, satisfaisant particulièrement à toutes ces exigences, fut choisi pour la construction des turbines.
- La prise d’eau a lieu droit en amont de la chute du Rhin, par un canal de 150 mètres de longueur seulement, formé par un barrage en maçonnerie s'avançant à un cinquième de la largeur du fleuve, et dont l’arête se trouve à la hauteur moyenne
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- des eaux d’été; chaque grande crue peut donc écouler par dessus ce barrage.
- Au milieu de ce canal, est construit, semblable à une île, le bâtiment pour la turbine de la Société industrielle suisse.
- L’eau est conduite à cette turbine de 400 chevaux, système Jonval, par un puits vertical bétonné; ici la chute agit également par pression de 10 mètres et par aspiration de 3,6 mètres.
- L’eau pour la Société pour l’industrie de l’aluminium est prise à la fin du canal d’arrivée par une conduite de tuyaux. La société, concessionnaire de 20 mètres cubes, en utilise actuellement 10 mètres cubes seulement ; à cet effet, elle a établi une conduite dans des conditions de terrain assez difficiles.
- La chute importante nécessitait en outre l’emploi de tuyaux en tôle rivés, d’une exécution
- Fig. 3. — Situation de l’usine.
- très soignée, et d’une longueur totale dé 60 mètres.
- Les tuyaux droits aussi bien que ceux coudés sont en tôle de 8 millimètres, avec simples rivures rapprochées portant des brides en fortes cornières. Le diamètre intérieur, de 2,5 m. donne, pour un volume de io mètres cubes une vitesse d’eau de 2 mètres à la seconde; il en résulte une perte totale de 0,18 m. environ.
- L’eau entre dans cette conduite par un râtelier en fer. La conduite peut être fermée par une forte
- valve à papillon d’un diamètre intérieur de 3 mètres, qui se trouve à l'extrémité supérieure de la conduite. Cette valve ainsi que le tuyau dans lequel elle se meut sont en fonte.
- L’extrémité inférieure de la conduite se joint à angle droit, par un fort tuyau conique, à la conduite de distribution, construite aussi en tôle.
- La pièce du milieu a un diamètre de 3 mètres et les deux pièces de côté, qui sont raccordées à la première par des tuyaux coniques, ont un diamètre de 2,2 m.
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- Comme nous l’avons déjà dit, les trois turbines de la nouvelle installation sont des turbines sys-tèmejonval, à axe vertical; deuxdoiventdonner 600 cb&vaux effectifs chacune et la troisième, destinée pour la dynamo excitatrice, 300 chevaux. Le calcul des turbines est basé sur une chute moyenne de 20 mètres.
- Les turbines de 600 chevaux ont été construites pour un volume maximum de 3 150 litres.
- D’accord avec le constructeur des dynamos, et sur sa demande spéciale, on adopta pour les turbines le plus grand nombre de tours possible, c’est-à-dire 225 à la minute, d’où il résulta pour la turbine un diamètre moyen de 1,10 m. La roue réceptrice ainsi que la roue directrice ont 18 orifices de 230 millimètres de largeur sur une division de 192 millimètres au cylindre moyen.
- L’enveloppe est formée de deux parties, toutes deux en fonte : la partie supérieure, amenant l’eau porte la roue directrice, et la partie inférieure, formant l’aspiration, enveloppe la turbine; à cette dernière vient se fixer par un coude la conduite d’échappement,qui plonge dans le niveau d'aval.
- L’axe des turbines traverse de part en part les deux enveloppes, et repose sur une crapaudine accessible de tous côtés. L’extrémité supérieure de l’axe de la turbine est accouplée directement à l’axe de la dynamo par un manchon isolateur.
- 11 importait beaucoup de soulager le pivot de ces turbines. La pression totale résultantdu poids de l’armature de la dynamo, de l’axe vertical de la turbine, ainsi que de la pression de l’eau sur ladite roue est tellement grande, et le nombre de tours si considérable, qu’on ne pouvait employer un pivot d’une construction ordinaire.
- Voici comment on obtint le soulagement désiré :
- Sur la partie supérieure de l’enveloppe est monté un cylindre en fonte, dans lequel se meut un piston fixé à l’axe de la turbine. Au-dessous de ce piston, le cylindre est mis en communication, par une plus petite conduite en fonte, avec la partie inférieure de l’enveloppe.
- Le soulagement total effectué est égal au produit de la surface du piston par la pression nette totale.
- Pour pouvoir régler ce soulagement, une valve à papillon fut intercalée dans la conduite qui réunit la partie du cylindre au-dessus du piston au conduit d’aspiration.
- Cette valve permet de régler l’effet de pression sur le piston.
- La construction de la turbine de 300 chevaux est analogue à celle des deux turbines de 600 chevaux; elle fait 350 tours à la minute. La roue directrice et la roue réceptrice ont un diamètre moyen de 700 millimètres, et toutes les deux ont douze orifices. La vitesse des turbines est réglée par des valves à papillon, qui se trouvent dans les conduits directement devant les chambres à eau,
- , et qui sont dirigées par des régulateurs à mouvement différentiel, système Escher Wyss et Cle. Ces valves et les tuyaux dans lesquels elles se meuvent ainsi que le grand papillon à l'orifice supérieur de la conduite sont en fonte.
- Elles ont chacune un axe vertical à l’extrémité supérieure duquel se trouve un segment denté, actionné par un mouvement à vis sans fin.
- Durant la fusion fiu métal il pourrait arriver que le courant électrique fût momentanément interrompu, et que la machine dynamo se trouvât déchargée de toute résistance. Alors le régulateur ordinaire ne pourrait pas agir assez promptement dans le cas d'un manque soudain de résistance, et la turbine s’emballant au double de sa vitesse normale, le collecteur risquerait de voler en éclats.
- Pour prévenir ce danger, on a, comme nouvelle disposition de sûreté, intercalé dans le conduit d’aspiration, immédiatement après la chambre inférieure, une valve à papillon pouvant être automatiquement et presque instantanément fermée par un petit servomoteur hydraulique, aussitôt que le régulateur fort sensible de ce servomoteur dépasse un nombre de tours donné.
- Les machines dynamo ont été construites dans les ateliers de construction d’Œrlikon. Une fausse idée assez répandue jusqu’à présent était que des machines colossales pour l’entretien continuel de fourneaux électriques seraient rapidement détruites; cette opinion ne semblait toutefois pas mal fondée par suite des accidents qui se produisaient dans des usines à aluminium en Amérique et en Angleterre.
- Cependant la régularité du fonctionnement à Neuhausen, et le fait que les machines y marchent jour et nuit depuis presque une année sans qu’il y ait eu aucune interruption grave, peuvent convaincre les incrédules que leur crainte était mal fondée. A Neuhausen, on a chargé pendant un assez longtemps de 15 000 ampères les machines construites seulement pour 6000 ampères, sans qu’elles en eussent éprouvé le moindre dommage.,
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- ' La nouvelle installation de Neuhausen comprend ; ]actuelletnent 3 machines.
- Deux grandes machines d’environ 600 chevaux ! Chacune servent à la production de l’aluminium; une plus petite de 300 chevaux sert à l’excitation
- du champ magnétique des deux premières machines et de celles qui pourraient encore être installées par la suite, ainsi qu’à Tactionnement de divers moteurs et à l’éclairage.
- Le champ .magnétique des grandes machinas
- Fig. 4 et 5. — Ensemble de l’installation des turbines et des dynamo (échelle 1/50).
- forme un anneau qu’on peut le mieux comparer à une roue dentée à l’intérieur réunissant 24 pôles sur lesquels les bobines d’inducteurs sont directement enfilées. Cet anneau, d’un diamètre extérieur de 3600 mm., a été coulé d’une seule pièce dans la fonderie d’Œrlikon, et repré-
- sente, sans les bobines, le poids considérable de 12 000 kiîog. Le diamètre intérieur où l’armature , se trouve placée est de 2430 mm.
- Cette dernière est construite d’après le type de , tambour, brevet C. E. L. Brown,, et présente comme caractère distinctif que les fils de cuivre
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- ne sont pas disposés à l'extérieur de l’armature, mais passent par cette dernière, qui est percée à la périphérie d’un grand nombre de trous formant un cercle. Ces fils sont réunis avec le collecteur par des lamelles en cuivre courbées à cet effet en forme de U. A l’autre bout de l’armature, c’est-à-dire, à la partie supérieure, les lamelles ne font pas fixées dans un collecteur, mais tout simplement reliées par des fils.
- Cet arrangement permet, en cas de réparation, d’enlever chaque fil ou chaque lame sans qu’on ait à délier des bandages métalliques, chaque fil étant fixé d’une manière indépendante dans le fer de l’armature. Dans l’armature sont disposés 240 fils enfourchés avec un collecteur de 120 lames.
- Ce dernier a le diamètre considérable de 1800 mm., dimension rendue nécessaire par l’in-
- -- W
- POUR
- l’Jnduslrie de, L’ALUMINIUM NEUHAUSEN (suisse)
- Fig. 6. — Courbes de résistance et d’allongement des bronzes et laitons d’aluminium, par le professeur Tetmayer. Le ordonnées représentent les allongements en millimètres d’une éprouvette de 100 millimètres de long, et les abscisses les tractions en kilogrammes par millimètre carré de section.
- tensité énorme du courant, qui dépasse de 4 à 5 fois celle atteinte jusqu’à présent par les plus grandes machines.
- Le courant est pris sur le collecteur en 24 places, à chacune par un groupe de 5 balais de 50 mm. de largeur. Douze porte-balais sont réunis chaque fois par un cercle massif en cuivre, dont le courant est directement rendu utilisable sur place. Ces cercles, qui portent les balais, ont été coulés à
- Neuhausen. Les deux cercles de chaque machine contiennent 3000 kilog. de cuivre. 11 n’était possible de couler ces pièces colossales que par l’emploi d’une certaine quantité d'aluminium. Un mécanisme pratique permet non seulement de tourner ces anneaux doubles portant les balais autour de leurs axes pour le réglage des balais, mais aussi d’avancer ou de régler chaque groupe de balais. De plus, chaque balai est muni d'un mécanisme
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- pour le faire avancer en proportion de son usure.
- Contrairement à la pratique suivie en général, l’axe de ces machines n’est pas disposé horizontalement, mais verticalement; l’armature reposesur la turbine à laquelle elle est directement accouplée.
- Le premier avantage résultant de cette disposition consiste dans la facilité très avantageuse de contrôler et de manier le collecteur, ce qui est bien d’une certaine importance, vu le nombre de balais à chaque machine.
- En outre, la poussière de cuivre qui se produit par l’usure du collecteur et des balais tombe directement à terre et non dans le bâti des aimants et sur l’armature, ce qui ne peut guère être empêché avec la position horizontale. D’autres avantages sont le petit espace exigé par rapport au rendement de la machine et une épargne de force assez importante, puisque par l’accouplement direct on peut se passer de tout mécanisme de transmission et que la perte par friction est réduite à un minimum au moyen des valves de soulagement.
- Les deux machines sont construites pour un rendement normal de 14000 ampères et de 30 volts, a fonctionnement ininterrompu jour et nuit, mais ce rendement est basé sur une exigence si modérée qu’il peut être porté dans des cas spéciaux jusqu’à 1/2 million de watts. Ces machines représentent le plus grand type de dynamos à courantconstant construit jusqu’à ce jour dans le monde entier.
- Tout ce que nous avons dit relativement à la construction et à l’arrangement des grandes machines se rapporte aussi à la petite dynamo de 300 chevaux; son bâti d’aimants, d’un diamètre extérieur de 2500 mm. et d’un diamètre intérieur de 1230 mm. pèse, sans les bobines, 7900 kilog., et se compose de 8 pôles. L’armature à 1200 mm. de diamètre porte 160 fils qui sont reliés au collecteur par 80 lames.
- Conformément au nombre de pôles, il y a 8 jeux de balais (chacun à 4 pièces de 50 mm. de largeur) qui sont reliés par groupes de 4 à un anneau massif en cuivre. Le rendement de cette dynamo est, à 300 tours, de 3000. ampères et 65 volts, mais peut aussi être porté, par les mêmes raisons que celles que nous avons indiquées plus haut, jusqu’à 1/4 de million de watts.
- Outre cette nouvelle installation, il y a encore en fonction l’ancienne machine de 300 chevaux,
- portée maintenant à 400 chevaux, de la Société métallurgique suisse. »
- La brochure dont nous venons d’extraire les renseignements qui précèdent renferme en outre quelques données très intéressantes sur les propriétés chimiques et physiques des principaux bronzes et laitons d’aluminium. Voici quelques-uns de ces renseignements de nature à compléter ceux que nous avons donnés dans nos précédents articles (*).
- La densité du bronze d’aluminium est
- Avec 20 0/0 d’aliiminium, de .... r........ 6,42
- - 15 — 7,05
- — 10 — 7,65
- — 7,5 - ............ 7,87
- - 5 — 8,5
- Le point de fusion du bronze d’aluminium à 10 0/0 est de 95 o°, et ce point relativement très bas permet avec quelques précautions faciles d’en opérer la fusion sans grande absorption de gaz ; son retrait linéaire est de 2 0/0 environ ; sa résistance à la rupture est très élevée, 65 kilog. par millimètre carré.
- Le bronze à 5 0/0, d’une belle couleur jaune d’cr, offre une résistance de 50 kilog., avec un allongement de 40 0/0.
- Les principales propriétés des alliages de cuivre, de zinc et d’aluminium sont d’ailleurs très nettement résumées dans le tableau page 66 et par le diagramme (fîg. 6) représentatif des essais exécutés par M. Tetmayer, pour le compte de la société de Neuhausen.
- On voit que la résistance des divers bronzes d'aluminium varie de 100.à 47 kilogr. par milli mètre carré, avec des allongements variant de 3 à 70 0/0.
- Ces bronzes sont très malléables et s'améliorent souvent au martelage. C’est ainsi que l’on peut, d’après la brochure en question, obtenir par le martelage d’un bronze à 75 0/0 une résistance de 60 kilogr., avec une limite d'élasticité de 24 kilogr. et un allongement de 35 0/0.
- 'Quant à la conductibilité électrique des bronzes d’aluminium, elle est, comme on le sait, très inférieure à celle du cuivre : de 0,18 de celle du cuivre pour les bronzes à 1 0/0 d’aluminium, elle tombe à 0,13 et 0,06 pour les bronzes à 5 et 10 0/0.
- (!) La Lumière Electrique, 7 mai 1887, p. 253; 21 juin et 3 novembre 1888, p. 178 et 205; 21 mars 1891, p. 555.
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- Métaux Densité Valeur du métal par kilog. Fr. Résistance à la traction kllog. par mmn Section pour 100 kilos de charge Proportion du poids de môme résistance Proportlo p. mômo résistance n do prix p. mômo volume
- MÉTAUX NE SE ROUIL LANT PAS
- Aluminium pur, forgé ou laminé . 2,68 25, » 27 3,70 0,84 10,98 6,95
- Bronze d'aliminium 10 0/0, fondu 7,65 3,26 65 ',54 I » I .70 2,59
- Laiton d’aluminium 3,3 0/0, fondu «,33 1,76 65 ',54 1,09 I » ',52
- Laiton d'aluminium 1 0/0, fondu OC ',33 40 2,5 1,78 1,23 ','5
- Laiton ordinaire 33 0/0, zinc laminé 8,38 ',‘5 22 4,55 3,24 ',95 1 )>
- Cuivre laminé 8,90 ',43 23 4,55 3,44 2,5' 1,29
- MÉTAUX SE ROUILLANT
- Fer forgé 7,82 0,225 35 2,86 1,89 0,22 0,18
- Acier fondu 7,7' o,35 55 .,82 1,19 0,217 0,28
- On sait que les bronzes d’aluminium sont particulièrement remarquables par leur inoxydabilité, surtout en présence de l’acide oxalique, du vinaigre, des acides organiques et de l’eau de mer.
- On a exécuté à ce sujet, au laboratoire de Neu-hausen, des expériences très intéressantes dont nous reproduisons intégralement le compte rendu.
- « Des tôles de différents alliages, de surfaces égales, furent mises à digérer pendant 14 heures, dans une solution de 80 à 90° contenant 3 0/0 d’hydrochlorate de soude et 4 0/0 d’acide acétique, de telle sorte qu’elles n’y plongeaient pas entièrement et que l’air y avait un accès facile.
- Le tableau suivant représente l'usure spécifique des tôles.
- Alliages Degré d’usure
- Bronze d’aluminium 100/0. sans silicium... . I
- — — 10 0/0 avec 2,8 0/0 de siiic.1 2, '
- Laiton d’aluminium 3,<j o/o 4,4
- Métal delta
- Bronze phosphoreux 3,2
- De ces essais résulte aussi, ainsi que nous l’avons déjà signalé plus haut, l’influence nui-
- sible qu’un titre considérable de silicium exerce sur les bronzes par rapport à leur inaltérabilité.
- Cette influence du silicium d’une part et la supériorité des alliages d'aluminium en général sur les autres métaux d’autre part, se sont fait remarquer encore d’une manière beaucoup plus frappante par les essais analogues faits au laboratoire de Neuhausen avec de l’eau de mer.
- Pour arriver promptement à un résultat, la courte durée d’une première série d’essais fut compensée en quelque sorte par l’augmentation de la température. Les tôles furent chauffées pendant 18 heures à 80—900 dans un mélange artificiel d’eau de mer sous l’accès de l’air.
- Voici quel en fut le résulat :
- , Alliages Degré d'usure
- Bronze d’aluminium 10 o/o, sans silicium..... l
- — — îo o/o, avec 28 o/o de silic. 39
- Laiton d’aluminium 3,5 0/0 101
- Bronze phosphoreux 116
- Métal delta AQCt
- A un second essai on observa l’influence de l’eau de mer par le froid. Puisque, outre les alliages dont nous venons de parler, le fer et l'acier sont aussi employés dans la pratique et que là
- (9 Al 7,32 o/O, Si 2,8 0/0, Cu 89,66 0/0, Fc o>5 0/0.
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- présence d’un courant électrique y est d’une influence considérable, on plongea aussi dans l'eau de mer, hors de la tôle d’essai, une tôle en fer, de manière à ce que les deux tôles fussent en contact entre elles et sortissent en partie du bain. (L’accès de l’air est en tout cas un facteur important pour la destruction graduelle de certaines parties de vaisseaux).
- L’essai dura 24 jours; en voici le résultat :
- Alliages Degrd des alliages ['usure du fer
- Bronze d’aluminium io 0/0, sans silic. — — 10 0/0, avec silicium 2,8 0/0 , 1-2
- 2 86
- Bronze phosphoreux 9 !72
- Métal delta 40 86
- Laiton d’aluminium 3,15 0/0 5° 198
- Exprimée d’une manière absolue, la perte en poids des bronzes d’aluminium ne contenant pas de silicium était de 0,083 gr. Par rnètre carré.
- On voit qu’aucun métal n’est aussi indifférent contre l’eau de mer que le bronze d’aluminium. De tous ces essais ressort aussi la grande supériorité des bronzes ne contenant pas de silicium sur les bronzes qui en contiennent beaucoup. Pour la marine, il sera donc préférable de se servir des premiers, malgré leur résistance relativement assez faible, mais toujours encore assez forte vis-à-vis des autres métaux employés jusqu’à présent.
- La dernière série d’essais démontre aussi que le zinc, en présence du fer, diminue considérablement la résistance contre l’eau de mer. L’influence du fer ne pourrait être plus clairement démontrée qu’elle ne l’est par les deux derniers tableaux. Tandis que le laiton d’aluminium seul est plus résistant contre l'eau de mer en ébullition que même le métal-delta et le bronze phosphoreux, il est, en contact avec le fer, déjà au froid, bien au-dessous de ce dernier alliage, mais par contre le fer est sans influence sur les bronzes d’aluminium. »
- L’inoxydabilité du bronze d’aluminium à l’eau de mer paraît l’indiquer comme des mieux applicables au doublage des navires et à la fabrication des hélices, comme on le fait déjà depuis quel-
- ques années aux Etats-Unis. Sa grande résistance l’indique comme préférable au cuivre dans la fabrication des gros tubes des machines marines ou même peut-être, s’il supportait bien le feu, pour les foyers de locomotives.
- On a souvent proposé de le substituer à l’acier pour la fabrication des canons et des fusils, mais sans parvenir à attirer suffisamment l’attention des autorités militaires sur cette importante application.
- Le laiton d’aluminium est très curieux au point de vue de l’effet que produit dans un alliage en apparence aussi stable que le laiton ordinaire à 33 0/0 de zinc une aussi faible addition d’aluminium : 1/3 à 1 0/0.
- Ce métal, facile à laminer, présente un allongement à la rupture allant jusqu’à 50 0/0.
- Avec 40 0/0 de zinc et 1357 d’aluminium, la résistance s’élève à 60 kilog. par millimètre carré, mais l’allongement tombe à 23 0/0; en outre, les laitons à 40 0/0 de zinc se forgent très facilement.
- Nous terminerons en signalant deux alliages d’aluminium peu connus et très beaux.
- Le premier, dit « alliage Lechesne », est composé de 90 0/0 de cuivre et 10 0/0 de nickel et se prête très bien à la ciselure. Le second, l’argentan d’aluminium, renferme 95 0/0 d’aluminium et 5 0/0 d’argent : son aspect est celui de l’argent, mais il est moins lourd, moins cher et plus dur.
- Enfin, M. IV. Langley aurait récemment trouvé un moyen économique de réaliser des alliages d’aluminium et de titane dans une proportion ne dépassant pas 10 0/0 de titane. On obtiendrait ainsi des alliages inaltérables aussi élastiques que l’acier trempé, beaucoup plus fusibles et, du moins pour les alliages à 5 0/0 de titane, aussi malléables que l’aluminium. L’addition d’un peu de chrome augmente beaucoup l’élasticité de cés alliages.
- Le procédé employé pour la fabrication de ces alliages est le suivant :
- Après avoir préparé un bain fondu d’aluminium et de sodium aussi exempt de fer que possible, on y ajoute de l’oxyde de titane se combinant à l’aluminium, puis on y ajoute enfin de l'aluminium en proportion de 100 à 400 fois plus qu’il y en a dans le fluorure.
- 11 se produit presque aussitôt une élévation de température considérable qui ne cesse qu’à la fin de la réaction, puis, par le refroidissement, l’ai*
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-
- 68 s
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- liage se précipite au fond du creuset. On doit employer de préférence un creuset en charbon et l’oxyde de titane en proportion double de celle qu’il faudrait si tout le titane s’alliait à l’aluminium.
- Les alliages d’aluminium et de titane sont connus depuis longtemps (J) mais n'ont été jusqu’à présent l’objet d’aucun emploi dans, l’industrie.
- Gustave Richard.
- CALCUL
- D’UNE TRIEUSE ÉLECTROMAGNÉTIQUE
- Les appareils de triage par les électros se répandent de plus en plus. La Lumière Electrique a décrit presque tous les modèles connus, dans ses numéros du 9 novembre et du 7 décembre 1881 et dans plusieurs livraisons de 1890 (*). Le calcul de ces engins, qui est un des cas d’électromagnétisme les plus complexes, présente des difficultés spéciales; il n’a pas été tenté, à ma connaissance. Dans la présente note, le problème, sans être traité dans toute sa rigueur mathématique, peut prétendre, je crois, à une exactitude suffisante pour diriger le constructeur. J’ai choisi le modèle Edison, parce que c’est celui qui se prête le mieux au calcul.
- La trieuse Edison, que nous avons décrite (3), se compose d’un électro devant l’un des pôles duquel on laisse tomber la matière à trier : les parties non magnétiques tombent suivant la verticale, tandis que les parties magnétiques, attirées et déviées, tombent en un point intermédiaire entre la recette des parties non magnétiques et le point situé verticalement au-dessous de l’effleurement de la masse polaire.
- Force magnétique sur l’unité de masse d’une particule à trier. — MN (fig. 1) est le pôle de l’élec-tro de hauteur /; A B la verticale suivant laquelle
- (!) Wohler. — Chemical News, 1860, p. 310.
- (*) Oh trouvera aussi la description des principaux types de trieuses magnétiques et électromagnétiques dans mon Traité d'électrométallurgief 2’ édition, qui paraîtra fin juillet, à Louvain, chez Peeters-Ruelens; à Paris, chez Gauthier-Villars.
- (3) La Lumière Electrique du 30 novembre 1889.
- on laisse tomber les grains à trier; elle est à une distance 8 de M N.
- Nous admettrons, pour simplifier, que les lignes de force sont toutes horizontales; que le champ magnétique est uniforme dans la région où tombent les grains, qu’il est limité par M N, NB, BO, OM.
- Les parcelles à trier arrivent en O avec une vitesse v„. Si f est la force magnétique agissant sur l’unité de masse m d’une particule, on a :
- d* x . d* y „
- m dl* “ m g "l Fit- = ’"/= F’
- Ces équations intégrées donnent :
- î2 r1
- MX = mg — + ni v, t; m)» = mf — ,
- A
- ï
- 0.s-,L—L
- Fig. 1
- qui représentent une courbe dont l’équation est :
- 2 V cr* -y*
- — -y (gx + V,*) + ’spr — O.
- En faisant dans cette équation x — l et y — 8, on peut la mettre sous la forme suivante, dans laquelle est la valeur de / dans ces conditions :
- fi = /4 iv + 2 £/j]
- La vitesse va est en général très petite; suppo-sons-la nulle. 11 vient :
- fi-ai-n
- 71 N ~ l *
- Exemple. —• Posons : 8 ~ 10 centimètres.
- / = i o —
- £ = 981 —
- On aura dans ce cas particulier :
- /-! = 981 centimètres*
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 69
- C’est-à-dire que l’accélération due à la force magnétique sur l'unité de masse doit être égale à 981 centimètres.
- Hauteur de la masse polaire (/). — Introduisant
- S a
- la valeur = trouvée plus haut on a :
- Intensité de champ magnétique nécessaire. — Nous supposons que les particules soient de petites sphères de volume p. Placées dans un champ d’intensité f0, chacune d’elles est soumise à une force
- F
- E— » J______P- dff
- (i, -j- 2 4 7t‘ 2 hi' dy
- [Mascart],
- dans laquelle kx est le coefficient de magnétisation.
- Si (a n’est pas trop petit, on peut poser :
- — » y, 2
- et la valeur de F devient
- _3_ _V_ df.1 4it‘2A|’ dy
- L’intensité du champ varie à peu près suivant la fonction
- 8 g 31 B2
- kl.
- 1 4 *d'(l+iy
- „„ b g , 4 n f SV
- b^T-^TV ’
- d’où :
- ;_ if d 4 " ~ B* •** 3 ( + !)%.
- — Posons : 8 — 10 centimètres.
- g = 981 —
- l = 10 —
- d = 5 —
- ki = i — (c’est
- le cas pour le fer métallique). Il vient :
- B = 2106,86.
- C’est le nombre de lignes de force par centimètre carré à la surface de l’aimant.
- yo étant compté à partir de l’électro et B représentant le jpombre de lignes de force par centimètre carré à la surface de l’aimant.
- On en tire :
- F = 4- — —.
- T 4 7T 2 kl (i + y„)3
- 8
- Prenonsji'0 égal à sa valeur moyenne - : p_ 3 . U. B 2
- Autre application. — On donne :
- S = 20 centimètres. à = 5 —
- £ = 981 — .
- kx — 1 —
- et B = 4000 “
- Ce dernier chiffre peut être considéré comme une bonne moyenne pour le nombre de lignes unités C. G. S. dans l’air, entre deux pièces polaires.
- On trouvera :
- l = 34,2 centimètres = 342 millimètres.
- m étant la masse de la particule et d sa densité :
- F — m fi
- _5_ ____B3 __ [j. d fi .
- 4 ^ 8^ 3 ki ’
- d’où :
- JL i
- 4 rt ' d '
- .ki
- Largeur du pôle. — Elle est naturellement égale à celle de la nappe de matière qui tombe devant les pôles, dimension qui est déduite de la production que doit fournir la trieuse.
- Excitation de l’électro. — L’excitation peut être produite par une source quelconque, notamment par les dynamos qui servent à l’éclairage. La longueur du fil pourra se calculer à raison de 35 mètres par volt fourni par la dynamo. Quant à son
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- 70
- La lumière électrique
- diamètre, que l’on fixera de façon à maintenir réchauffement dans les limites ordinaires, il sera généralement compris entre 0,002 m. et 0,004 m. pour les trieuses de volume courant excitées par un courant de 100 volts et 2 à 15 ampères.
- Les autres modèles de trieuses se prêtent moins bien au calcul, mais on peut, par des hypothèses qui n’introduisent que de faibles différences, ramener tous les cas à celui qui vient d’être traité. (
- H. PONTHIÈRE.
- ment. Quand le barreau était coupé en huit morceaux, l’effet positif de la charge l’emportait; la courbe ponctuée est dans ce cas au-dessus de la courbe continue.
- Le tableau suivant donne les valeurs trouvées pour l’induction dans le dernier cas et avec le barreau entier, et l’épaisseur de l’espace d’air apparent aux plans de section.
- TABLEAU III
- Influence de la compression (226 hilog. par cm1)
- SUR LA RÉSISTANCE MAGNÉTIQUE
- A LA SURFACE (*) (Suite)
- Quand on augmente la force magnétisante, l’épaisseur de l’espace d’air équivalent diminue dans un rapport très considérable ((i) 2 * * * * *).
- La compression produite par des poids extérieurs a une influence analogue. Toutefois les effets de la compression sont compliqués par le fait que son action diminue la perméabilité du métal entier (pour des forces magnétisantes peu élevées (8). Par suite, sur un barreau coupé elle exerce deux influences antagonistes; elle tend à augmenter la perméabilité du barreau par son action sur le plan de section, et à la diminuer par son action sur les autres parties.
- La figure (p. 20) mohtre que le barreau étant coupé en deux parties l’effet négatif de la charge l’emportait; la courbe ponctuée (avec charge) est au-dessous de la courbe continue (sans charge).
- Quand le barreau était coupé en quatre segments, les deux effets se neutralisaient sensible-
- (i) La Lumière Electrique du 4 juillet, p. 15.
- (-) On peut exprimer la résistance magnétique des points
- de jonction en fonction d'une longueur équivalente du barreau de fer lui-même, cette longueur étant égale au produit
- rte l’épaisseur de l’espace d’air par la perméabilité delà barre entière pour des valeurs.correspondantes de H. En traitant de cette façon les nombres de la dernière colonne, on trouve de 41 à 2,2 mm. de fer pour la résistance du point de jonction. v
- (>) L’effet de la compression change de signe quand l’ai-
- mantation est considérable; ce changement correspond au passage, dit « de Villari », des effets de la tension longitudi-
- nale du négatif au positif, quand l’aimantation est suffisam-
- ment intense.
- Forco muç nétlsante U Induction U pour une churgc de 2*?0 kilog. pur c. m. q. Épaisseur do l'espace d’air équivalent, moyenne pour sept sections
- Barreau entier Barreau coupé en huit
- ',5 7 SOO 3 600 mm. 0,020
- 10 10 000 4 900 0,019
- 20 13 900 8 300 0,018
- 3° 15 200 10 700 0,017
- 5° 16 çoo 13 750 0,01 I
- 70 17 200 15 700 0,007
- L’influence de la compression ressort nettement de la comparaison de l’épaisseur de l’espace d’air dans ce cas avec cette épaisseur pour des forces magnétisantes correspondantes quand on n’appliquait pas de force extérieure (tableau II).
- La comparaison prouve clairement que la réduction qui se produit dans l’épaisseur de l’espace d’air apparent, lorsqu’on augmente la force magnétique ne peut pas s’expliquer par un effet de la tension magnétique (magnetic stress) qui resserrerait les diverses parties du barreau. La ten-
- sion magnétique
- B2
- . 8 7t
- en
- s’élève à moins
- de 4 kilog. par cm2 quand B est égal à 10 000 et à moins de 8 kilog. par cm2 pour la plus grande valeur de B atteinte dans ces expériences. Cependant les variations de B sont accompagnées d’une réduction de l’espace d’air apparent beaucoup plus grande que celle que produit l’application d’une pression extérieure de 226 kilog. par cm2.
- 11 est étonnant de constater que l’espace d’air apparent dans le cas de la barre chargée diminuait de 0,020 à 0,007 millimètre, alors que les parties du barreau étaient pressées l’une contre l’autre avec une force telle que la force additionnelle
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ 71
- due à l’aimantation était relativement insignifiante.
- Dans les expériences précédentes le barreau était simplement coupé au tour sans qu’on essayât de rendre les extrémités rigoureusement planes. Dans les expériences suivantes, on compara la perméabilité d’un barreau coupé grossièrement de cette façon avec celle d’un barreau dans lesquelles les faces coupées avaient été aplanies avec grand soin. On étudia la perméabilité dans six états différents :
- i° Barreau entier; pas de charge.
- 20 Barreau entier; charge de22ô kilog. par cm2.
- 30 Barreau coupé en deux (au milieu). Extré-
- 16000
- ^ 14000
- 12000
- 10000
- 8000
- Force mitgmétisccnie IJ f C'. G..S.)
- Fig. 5. — 1, barreau entier, pas de charge; 2, barreau entier, chargé; 4, barreau coupé, extrémités brutes, chargé; 5, barreau coupé, extrémités aplanies, pas de charge; X, barreau coupé, extrémités aplanies (6); O, barreau coupé, extrémités brutes, pas de charge (3).
- mités coupées au tour (coupées grossièrement). Pas de charge.
- 40 Idem; charge de 226 kilog. par cm3.
- 50 Surfaces aplanies à la section; pas de charge. 6° Idem; charge de 226 kilog. par cm2.
- Les résultats sont représentés par la figure 5, où quatre des courbes sont tracées en traits pleins et les deux autres indiquées par les points déterminés expérimentalement, qui sont marqués séparément.
- Les numéros des courbes sont ceux des opérations précédentes. Comme dans l’exemple précédent la courbe 2 est nettement au-dessous de la courbe 1 ; et la courbe 3, qui est figurée seulement par les points marqués 0, est aussi au-dessous de la courbe 1; la courbe 4 est au dessous de la
- courbe 3 et de la courbe 2. Mais il est à remarquer que la courbe 5 coïncide à peu près avec la courbe 3, et que la courbe 6, qui n’est figurée que par les points marqués x, coïncide presque complètement avec la courbe 2.
- En d’autres termes, quand les surfaces de section sont bien planes, le barreau coupé n’a pas, au point de vue de la perméabilité magnétique, une manière d’être bien différente de celle du même barreau quand la surface de section reste brute, tant qu’il ne supporte pas de pression extérieure.
- C’est seulement quand B atteint des valeurs élevées qu’il y a une différence marquée; alors
- >16000
- 12000
- 2000
- Force magné Usante IJ f C. G.,S. )
- Fig. 6. — a, barreau entier, sans charge ; b, barreau coupé et dressé, sans charge; c, barreau entier, chargé; d , barreau coupé et dressé, chargé.
- les extrémités aplanies semblent être en contact plus parfait, et l’épaisseur de la couche d’air apparente devient décidément moindre que dans le cas où le barreau est coupé brut.
- Mais quand on applique une charge suffisante, le barreau coupé dont les surfaces sont dressées se comporte presque comme un barreau solide. Le dressage des surfaces ne fait pas immédiatement disparaître la couche d’air apparente; tant qu’on n’applique pas de pression, l’espace apparent subsiste.
- Mais quand les surfaces sont planes et que les deux parties sont pressées fortement l'une sur l’autre, la résistance magnétique de la jonction disparaît pratiquement.
- Le tableau suivant donne les valeurs de l’induction et l’épaisseur de l’espace d’air apparent quand
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- les surfaces sont des plans parfaits et que le barreau n’est pas chargé.
- TABLEAU IV
- Barreau coupé avec surfaces planes.
- Force magnétisanto H Induotion U Epaisseur de la oouclie d’air équivalente en millimètres
- Barreau entier Barreau coupé et dressé
- 5 10 15 20 6 300 I I OOO 12 9OO 13 9OO 4 3J0 9 OOO 12 OOO 13 450 0,058 0,026 0,012 0,006
- Dans cet exemple, l’espace d’air apparent entre les surfaces dressées à la jonction s’annulait complètement quand on appliquait un poids, comme l’indique la façon dont les points marqués X (qui ont rapport à l’opération n° 6) tombent exactement sur la courbe 2.
- Le barreau coupé et dressé, chargé de 226 kilog. par cm*, ne se distinguait pas, au point de vue de la perméabilité, du même barreau non coupé étudié sous la même charge.
- L’intérêt du résultat précédent était assez considérable pour qu’on ait répété sur deux autres barreaux l’aimantation sous pression après section du barreau et dressage des surfaces.
- Dans aucun des cas, la disparition de l’espace d’air apparent ne fut aussi complète qu’elle l’avait été dans la première expérience par l’effet combiné de la charge et du dressage; mais le résultat général a été confirmé; un barreau préparé de cette façon et suffisamment chargé ne diffère pas sensiblement au point de vue magnétique d’un barreau entier.
- La figure 6 représente les résultats d’une autre série d’essais semblables à ceux de la figure 5, mais exécutés avec un nouveau barreau. La courbe a correspond au barreau entier sans charge; b au même barreau coupé et dressé, mais sans charge; c au barreau entier, et d au bureau coupé, supportant dans chaque cas la même pression que précédemment (226 kilog. par cm2). Les deux dernières courbes sont aussi rapprochées que possible l’une de l’autre au voisinage de l’origine et pour les forces magnétisantes intenses; pour les valeurs intermédiaires de B, elles divergent un peu, la divergence correspondant à une valeur d’environ
- 0,0009 mm. pour l’épaisseur maxima de l’espacé d’air apparent.
- La divergence entre les courbes c et d peut tenir, en partie au moins, à une trempe mécanique du métal au voisinage du joint pendant qu’on avait coupé, usé et même frappé pour faire sortir le barreau du bloc dans lequel on usait la face ; c’est l’idée que suggère la forme de la courbe d.
- Les nombres suivants se rapportent à ce barreau dans l’état primitif et lorsqu’il était coupé, les faces dressées, mais sans charge.
- TABLEAU V
- Force magnétisante II Induc Barreau entier tion B Barreau coupé et face dressée Epaisseur de l’espace d’air équivalent en millimètres
- 4 3 950 3 OOO 0,042
- 6 6 900 5 300 0,034
- 8 9 25° 7 400 0,028
- 10 10 900 9 <5f> 0,023
- IS 13 250 12 OOO 0,0lé
- 20 14 300 13 500 0,01 I
- 3° 15 200 14 9OO 0,005
- Des essais faits sur un troisième barreau ont donné des résultats qui s’accordaient complètement avec ceux qu’on vient de décrire. Dans ce dernier cas on a fait des mesures comparatives de l’effet de diverses valeurs de la charge extérieure sur la disparition de l’espace d'air apparent entre des surfaces, bien aplanies. Le barreau, avant et après la section, et après dressage par usure de ses surfaces, était aimanté d’abord soUs l'action d’une première série de charges, puis sous une seconde; la valeur la plus haute était celle du premier cas (226 kilog. par cm2) et on traçait la courbé représentant B en fonction de H.
- Comme dans le second exemple indiqué plus haut, le poids le plus élevé ne suffisait pas à supprimer complètement l’espace d’air apparent, sauf pour les forces magnétisantes inférieures à 5 unités C. G, S. ou les forces intenses. Avec des charges inférieures au maximum, l’espace d’air ne disparaissait pas même pour des forces magnétisantes faibles. Pour comparer les effets de charges différentes, il suffira de donner les valeurs de l’induction avant et après la section, pour une force magnétisante de 5 unités C. G. S. et des valeurs successives de la charge indiquées dans le tableau V.
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- 73
- Ôn a fait avec ce barreau une expérience supplémentaire suggérée par sir W. Thomson, pour examiner l’effet de l’introduction d’une feuille d’or entre les faces (dressées) du fer à la section On a trouvé que lorsque les pièces ne sont pas pressées l’une contre l’autre par une charge extérieure la présence de la feuille d'or n’introduit pas de différence sensible dans la résistance magnétique de la jonction; quand on presse les pièces l’une sur l’autre avec une force de 226 ki-log. par cm* la présence de la feuille d’or augmente légèrement la résistance delà jonction.
- TABLEAU VI
- Effet d'ime charge variable sur la réduction de l’espace d’air apparent entre des surfaces bien aplanies.
- Induction B, produite dans chaque
- cas par une force mugnétisante H Epaisseur
- Charge de 0 unités C. G s. de l’espace d'air
- kllogs par c. m. q. équivalent
- en millimètres
- Avant la section Après la section
- O 5 600 4 700 0,022
- 56,5 5 400 4 670 0,020
- 113 4 700 4 200 0,017
- 169,5 4 050 3 600 0,010
- 226 3 650 3 650 0
- Le tableau suivant donne la valeur de l’induction obtenue sous cette charge dans les deux cas, et l’épaisseur d’air qui équivaudrait à la résistance supplémentaire que la feuille d’or semblait introduire.
- TABLEAU VI!
- Effet d’une couche d’or placée entre les faces à la jonction, . le barreau supportant 226 kilog.par centimètre carré
- Induction B Épaisseur
- Force de l'espace d'air
- magnétisunte équivalent
- H Sans Avec à la différence
- feuille d'or feuille d’or en millimètres
- 10 S 170 7 920 0,0049
- 20 13 010 12 800 0,0032
- 3° 14 830 14 720 0,0018
- L’influence de la feuille d’or est. donc faible si on la compare aux quantités indiquées dans les tableaux précédents.
- Je reproduirai textuellement les conclusions de MM. Ewing et Low /
- « Les résultats des expériences, pris dans l’enl-semble, concordent bien, mais il faut convenir que leur interprétation n’est pas immédiate. 11 n'y a aucune difficulté à admettre qu'il existe réelle?-ment sur la plus grande partie des surfaces une couche d’air de l’épaisseur nécessaire pour expliquer la résistance à la jonction lorsque les surfaces sont coupées au tour sans qu’on prenne soin de leur donner exactement une forme plane, et que cette couche existe encore quand on presse les tronçons l’un sur l’autre par une charge extérieure. Ceci est très possible, et l’idée que la résistance est due à une couche d’air réelle tire une grande probabilité de ce fait que quand on presse l’une sur l’autre deux surfaces bien aplanies le barreau coupé se comporte presque exactement comme s’il n’avait pas été coupé. D’autre part il est facile de concilier l’idée que la « résistance » de la jonction est due à une couche d’air et le fait, démontré clairement par ces expériences, que la « résistance » diminue considérablement quand on approche d’un état de saturation magnétique.
- « Nous avons vu que cette diminution se produit dans des conditions qui ne permettent pas de l’attribuer à une perfection plus grande du contact entre les surfaces libres. Dans le cas d'un barreau coupé brut fortement comprimé, nous ne pouvons pas admettre que l’épaisseur réelle de l’espace vide diminue sensiblement quand on aimante le barreau.
- « Si on admet que la résistance de la jonction soit due à la seule présence de ce vide, il faudrait conclure que la perméabilité de l’air, ou tout au moins de l’air dans l’état où il est quand il est condensé à la surface des corps, augmente sous l’action de forces magnétiques intenses dans des proportions considérables, hypothèse trop inattendue pour qu’on puisse la considérer comme justifiée par ces seules expériences.
- « Quelle que soit l’explication des résultats, ils prouvent clairement qu’un joint entre deux parties du noyau de fer d’un aimant a en général une « résistance » magnétique distincte qui est dans tous les cas fonction de l’induction magnétique, et qui décroît considérablement quand l’induction augmente.
- « Cette résistance existe même quand les surfaces du joint sont dressées avec soin; elle est à peu près aussi grande dans ce cas que quand les surfaces du joint sont brutes, si la force magnétisante est faible; elle est moindre que pour les sur"
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- faces brutes si la force magnétisante est grande.
- « Quand les surfaces sont brutes la résistance diminue un peu, mais est loin de disparaître complètement quand on comprime les tronçons l’un contre l’autre. Quand les surfaces sont des plans parfaits, une pression considérable détruit presque complètement la résistance du joint. Et enfin cette destruction de la résistance par pression, quand les surfaces sont bien planes, n’est que de très peu moins complète quand on interpose une couche d’or entre les surfaces de fer. »
- Ainsi, au point de vue pratique, la question est tranchée; l'existence d’un joint, quelle que soit la force avec laquelle on serre les pièces en contact, entraîne un accroissement de résistance magnétique qui ne devient négligeable que pour des valeurs élevées de l’induction; comme d’ailleurs ces valeurs sont situées bien au-delà de celles pour lesquelles la perméabilité est maxima, on voit que dans les conditions ordinaires, où l’on ne doit pas s’écarter beaucoup du maximum, il y aura avantage à ne pas construire des électros de plusieurs pièces.
- A un autre point de vue on remarquera que la méthode du Dr Hopkinson pour la détermination des perméabilités magnétiques est sujette à une objection, puisqu’on emploie nécessairement un barreau coupé en deux(‘). Enfin et surtout, comme on ignore absolument ce qui se passe au voisinage immédiat des surfaces de contact, la méthode d’arrachement pour la détermination des coefficients d’induction ou de distribution du magnétisme, qui prêtait déjà le flanc à de nombreuses objections (2), reçoit encore une nouvelle atteinte.
- (*) Tout récemment M. Vignoles (Electrician, 15 mai 1891), a formulé de la façon suivante cette objection :
- Une fraction appréciable de la force magnétisante sera toujours absorbée pour faire traverser les joints par les lignes d’induction, et cette fraction variera pour chaque échantillon de fer étudié, par suite de légères différences dans la perfection de l’ajustement. 11 faut remarquer que, le barreau devant être chassé brusquement, le joint avec le bloc ne peut pas être en réalité très parfait. On pourrait modifier la méthode de façon à ne plus avoir qu'un barreau d’une seule pièce; par exemple, en opérant par renversement d’un courant, on éviterait ainsi de courber chaque échantillon en anneau et de faire une soudure, mais pour tourner un barreau, il faut plus de travail et surtout un travail plus coûteux que pour courber un anneau.
- 11 convient d’ajouter que les recherches que je viens d’exposer indiquent précisément l’ordre de grandeur de la correction à effectuer.
- (*) Voir en particulier la Thèse de doctorat’de M. Duhem
- Pour ce qui est de la théorie complète des phénomènes, la remarque de MM. J.-J. Thomson et Newall, qui élucide la question dans le cas où la distance des aimants est un peu considérable, n’explique nullement pourquoi la juxtaposition de deux tronçons d’un même aimant ne peut jamais reproduire les propriétés d’un seul barreau.
- Le fait expérimental est qu’on ne peut jamais établir de contact assez parfait pour que les couches voisines de la section soient dans le même état qu’à l’intérieur d’une barre solide; devons-nous nous en étonner? On sait depuis longtemps qu’en frottant l’un sur l’autre deux disques de verre on peut arriver à produire un contact parfait, au moins entre certaines parties (les points où il n’y a pas contact étant révélés par l’existence des colorations des lames minces); de même une expérience bien connue consiste à recoller deux lamelles de plomb fraîchement coupées. Mais il est à peu près évident qu'on ne peut le faire qu’en exerçant sur les deux parties des pressions d’un ordre de grandeur comparable à celui des forces qu’il faut appliquer pour produire une déformation sensible du corps;avec le fer on serait obligé d’exercer des actions beaucoup plus intenses, à cause de la dureté considérable du métal, et l’emploi de barreaux de forme allongée sur lesquels on exerce des actions parallèles à la longueur est loin d’être favorable quand on cherche à produire une modification d’une surface normale à la force.
- C. Raveau.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Etude thermo-électrique de la condensation dans les machines à, vapeur, par M. E.-H. Hall.
- L’action refroidissante des parois joue, comme on le sait, un grand rôle dans le fonctionnement des machines à gaz età vapeur, mais sans que l’on
- et une note du professeur S. Thompson. (La Lumière Electrique, t. XL, p. 239).
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- ait encore pu en établir une théorie complète, à causerie l'ignorance où l'on se trouve de la loi de conductibilité de ces parois soumises, dans des conditions externes très variables, à des changements de température extrêmement rapides.
- M. E.-H. Hall vient d’entreprendre cette étude au moyen de piles thermo-électriques enfoncées
- Fifl. 1
- dans le métal du cylindre en divers points de la course et à des profondeurs parfaitement définies.
- L'élément employé par M. Hall est un élément fer-nickel 1 N (fig. i) préféré au couple classique bismuth-antimoine parce que les conductibilités du fer et du nickel, ainsi que leurs chaleurs
- s m m.
- spécifiques, diffèrent moins de celles de la fonte. Le fer constitue le bouchon même que l’on visse dans la fonte du cylindre, et au centre duquel on isole le nickel N, dont l’extrémité est reliée au fer par une plaque de fer S, collée par une soudure très mince, de 0,2 millimètre environ.
- Ce disque affleurait par son autre face l’intérieur du cylindre, et le galvanomètre auquel aboutissent les fils i et n donnait la température de sa
- face soudée. 11 suffisait donc de faire varier l’épaisseur de ce disque entre 1/2 et 2 millimètres, par exemple, pour avoir approximativement la température de l’intérieur des parois du cylindre à 1/2 et 2 millimètres de leur face interne.
- Le diagramme figure 2 donne le résultat de l’application de cette méthode au cylindre d’une machine simple sans condensation, de 250 millimètres de diamètre sur 375 de course, marchant à 30 tours, avec une pression d’admission de 2,30 kilogrammes effectifs et une détente de4environ; sur ce diagramme on a porté en ordonnées D les épaisseurs des disques S, et en abscisses les températures correspondantes comptées à partir de celle 109° de l’extérieur du cylindre. La première courbe à droite a été relevée au commencement de l’admission et l’autre au commencement de la détente. Les parties pleines des courbes ont seules été réellement observées. L’aire comprise entre ces courbes donne à peu près la chaleur transmise aux parois pendant l’admission jusqu’à une piofondeur de 2 millimètres seulement.
- Les expériences de M. Hall ne sont que commencées, de sorte que l’on ne peut pas encore en tirer de conclusions nouvelles, mais elles suffisent pour confirmer l’exactitude de l’hypothèse d’une action thermique très active exercée par les surfaces immédiatement en contact avec la vapeur, et qui fonctionnent sur une faible épaisseur comme des échangeurs de températures très-puissants(1).
- Piles continues de sir G. S. Forbes.
- Chacun des éléments dq la pile continue de sir C. S. Forbes représentée par les figures 1 à 4 se compose (fig. 2 et 4) d’un cylindre de charbon c rempli de fragments de charbon, entouré d’un second cylindre de zinc ç renfermant un vase en verre v, rempli de morceaux de verre et au centre duquel débouche le tube d’alimentation t. Ce tube est relié au réservoir d’alimentation R' (fig. 1) par une poche à air a (fig. 4), un tuyau de caoutchouc a’, et la soupape d’ébonite a".
- Le fonctionnement de la pile est le suivant. Après avoir soulevé à une hauteur convenable le réservoir d’alimentation R, au moyen du piston hydraulique H, le liquide dépolarisant descend au travers de la soupape flottante a" dans les piles
- d) Electrical World, 20 juin 1891.
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- P, jusqu’à ce qu’il atteigne en «un niveau équivalant aux résistances opposées par la pile à son écoulement. A partir de ce moment, il monte gra-
- duellement' par imbibition dans le charbon de la pile, A mesure que le zinc se dissout, cette dissolution plus dense se concentre au fond de la pile,
- Fig. i. — Pile continue de M. Forbes.
- de manière à s’écouler dans le réservoir R, quand on ouvre le robinet S. Cet écoulement se produit par les siphons s's" de chaque pile et leur tuyau commun s".
- Afin d’éviter qu'il ne s’échappe ainsi du liquide
- incomplètement épuisé, le réservoir R', dans le quel débouchent les tuyaux 1", est fermé par une soupape V', que son flotteur V n’ouvre que si le liquide acquiert la densité correspondant à sa saturation.
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- S’il survenait, par accident, une rupture au tuyau a', par exemple, l’accélération de l’écoulement du liquide et la pression atmosphérique appliqueraient très vite la soupape a" sur son siège am, et arrêteraient l’écoulement. Il faut, pour
- et l’autre avec les impairs. Les intervalles entre les châssis sont cloisonnés par des diaphragmes D, qui offrent le moins de résistance possible à l’action électrolytique, sans être attaqués par le bain; on les fait de préférence en hexa-nitro-cellulose.
- [Fig. 334. — Pile Fortes, détails.
- cela, que la soupape a' soit presque flottante sur son liquide en marche normale.
- Quant aux pôles des piles C, ils se prennent aux plaques de bronze b' et b, sur lesquelles reposent les charbons et les zincs ces derniers par un bain de mercure m.
- Filtre-presse électrolyseur Kellener (1891).
- Les châssis R de l’appareil représenté par les figures 1 à’4, constitués en matière non conductrices et inattaquables par le bain, sont percés chacun d’un trou r, pour l’alimentation du bain, et, à leur partie supérieure, de trous r2 r3, pour la sortie des ions. Ces trous communiquent avec les espaces intermédiaires entre les châssis, alternativement d’un châssis à l’autre : à droite, par les ouvertures paires et à gauche par les impaires o^o^o^,
- de sorte que, les châssis une fois suspendus aux tringles F et serrés par la vis F2, les trous inférieurs r ne forment plus qu’un canal continu, tan-disque les trous r2 etr3 constituent deux canaux de sortie communiquant l'un avec les châssis pairs '
- L‘ J!
- Fig. 1 à 4. — Electrolyseur Kellener.
- et pourvus d’oreilles d, qui en facilitent la manipulation.
- , Les électrodes en charbon E sont emmanchées à joints étanches dans une plaque d’ébonite E2, fixée au haut de la presse ; le courant y arrive du fil ! par un scellement au plomb ex, et le fil /, est lui-même relié au conducteur principal L par un contact au mercure /.
- Lorsqu’on veut opérer très en grand, il est pré-
- férable d’employer l’appareil représenté par les figures 5 et 6.
- Afin de rendre les joints des châssis plus facilement étanches, tout l’appareil est renfermé dans une grande auge K, dont les couvercles sont serrés par des étriers à vis de pression, et les châssis, qui occupent toute la hauteur du bain, sont maintenus par un coin m. L’électrolyte introduit par le tuyau R passe aux châssis par leur canal inférieur ru et en sort à droite et à gauche par les
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- ouvertures paires et impaires 5, les canaux
- Hj Hj et leurs tuyaux R2 et R,.
- Fabrication des câbles en caoutchouc, procédé Felten et Guillaume (1890).
- Ce procédé a pour objet de recouvrir par une opération continue un nombre quelconque de
- câbles a a d’un nombre quelconque de couches ou d’enveloppes de caoutchouc.
- A cet effet, les câbles a a déroulés des tambours b, passent, après s’être recouverts d’une première couche dans la machine c, au travers d’un tube réfrigérant d dont ils sortent avec leur caoutchouc assez durci pour recevoir une seconde couche dans la machine ct. De là ils passent dans un se-
- Fig. i et 2. — Felten et Guillaume. Fabrication des câbles.
- cond réfrigérant d, qui les amène soit à une troisième machine à couvrir, soit au dévidoir g, puis aux tambours bu
- La filière employée sur les machines c et les suivantes est représentée en détail par la figure 3.
- Fig. 3. — Filière.
- Le câble traverse la filière suivant ee1ei, et reçoit en e% le caoutchouc pâteux et chaud refoulé de / avec assez peu de frottement pour ne pas endommager la couche de caoutchouc précédente.
- Ventilateur-chauffeur électrique Dewey (1891).
- Le principe de cet appareil est original ; il consiste (fig. 1) à faire tourner par une dynamo E un ventilateur F, dont les ailettes sont pourvues d’un réseau de fils portés à l’incandescence par le cou-
- rant même qui actionne la dynamo E. Le courant amené par les fils aau se divise entre la dynamo par la résistance a', et le ventilateur-chauffeur par la résistance c". Un coupe-circuit c' permet de
- Fig. 1. — Ventilateur-chauffeur Dewey.
- transformer l’appareil en un ventilateur ordinaire.
- Lorsqu’on dispose de courants alternatifs on peut faire tourner le ventilateur par un alterno-moteur relié directement au circuit et le chauffer par des courants plus intenses pris au secondaire d'un transformateur. La même transformation peut s’opérer aussi avec des courants continus, qu’il suffit d’interrompre périodiquement par un commutateur G (fig. 3) monté sur l’arbre du ventilateur, avec intercalation d’un transformateur T.
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- Les figures 4, 5 et 6 représentent plusieurs dispositions d’ailettes formées par des lames métalliques minces F, appliquées ou repliées sur des supports isolants D ou par un treillage métallique à monture isolante F.
- Fig. 2 à 6. — Dewey. Détails.
- Enfin, le chauffage peut être produit par un conducteur fixe g, enroulé en spirale au-dessus du ventilateur /, sur un disque isolant.
- G. R.
- Sur la distribution de l'énergie pour la ville de Fribourg.
- La ville de Fribourg possède depuis quelque temps une distribution d’énergie destinée tant à l’éclairage électrique qu’à actionner des moteurs : Voici quelques renseignements sur cette installation que nous empruntons à une conférence faite par M. Chavannes.
- Le projet de l’utilisation des forces du barrage de la Sarine en vue d’un transport de force électrique est déjà ancien.
- L’usine est construite pour recevoir quatre turbines, dont deux pour le transport de la force par câbles et deux pour mouvoir des pompes.
- A l’origine deux seulement avaient été installées; mais le développement de la vente de l’eau força la Société des Eaux et Forêts à en placer une troisième. Celle-ci fut disposée de manière à pouvoir entraîner à la fois des pompes et des machines électriques.
- On ne pensait alors qu’à remplacer la transmission télédynamique; mais cette solution fut abandonnée par le fait qu’elle profitait sans doute
- à l’usine hydraulique en réduisant les dépenses d’entretien, mais qu’elle ne conduisait pas à un nouveau développement de l’utilisation de ses forces et surtout n’en faisait pas profiter la population de la ville.
- Lorsque l’Etat se rendit acquéreur de l’entreprise il fit donc étudier un projet d’éclairage électrique et de distribution de force motrice.
- Une commission d’experts, composée de trois ingénieurs et trois électriciens, étudia avec soin la question et aboutit aux conclusions suivantes :
- Pour que l’exploitation ne soit pas onéreuse il faut adopter partout les fils aériens.
- L’installation doit comprendre deux machines à courant continu, de 150 chevaux chacune, et marchant à une tension de 150 volts, la distribution du courant étant faite par le système dit à trois conducteurs.
- Le réseau doit être divisé en deux parties, l’une desservant la ville pour la lumière et les petits moteurs; l’autre desservant le quartier de la gare pour les grands moteurs.
- L’adjudication des travaux fut donnée à la maison Cuenod Sautter et Cle, qui a présenté un projet complet comprenant un seul conducteur principal allant de l’usine à la ville.
- Cette disposition très économique et facile à exécuter fut la raison prédominante pour laquelle l’adjudication fut donnée à cette maison.
- L’adjudicataire des travaux électriques avait proposé un système d’attache des câbles aériens comprenant des potelets espacés et fixés aux façades par des consoles ornées.
- L’approbation de ce système était du ressort du conseil communal.
- Celui-ci, avant de prendre une décision, voulut s’entourer de tous les renseignements désirables. 11 nomma une commission qui s’adjoignit un expert compétent. Cette commission demanda l’étude d’un réseau souterrain; mais cette étude conduisit à un résultat confirmant les vues des premiers experts.
- 11 est à remarquer que les circuits souterrains, s’ils ont pour eux certains avantages, tels que de ménager l’esthétique, de ne pas troubler le fonctionnement du téléphone, de présenter une grande sécurité de fonctionnement, ont, en revanche, de multiples inconvénients. Le coût du conducteur est très élevé; les fouilles en terre l’augmentent encore, les prises pour les abonnés occasionnent chaque fois une fouille nouvelle et
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- le prix en est tel qu’il éloigne beaucoup de gens qui, désireux de profiter des avantages de la lumière ou des moteurs électriques, y renoncent devant les frais d’installation.
- D’autre part, un réseau souterrain doit être fait d’emblée avec la dimension qu’il faut prévoir pour un avenir même éloigné; car le coût des changements de conducteurs est -le même que celui de leur installation à neuf. Or, ces prévisions sont incertaines, ce qui oblige à faire des conducteurs inutilement forts pendant une période souvent très longue.
- Enfin le sol des rues de Fribourg est peut-être plus que partout ailleurs encombré parles canalisations d’eau, de gaz et d’égouts, spécialement pour la rue de Lausanne, la plus importante delà ville.
- Si l’administration avait eu à installer des conduites souterraines, elle aurait pu prévoiries frais des câbles, de la fouille, du remblaiement et du pavage, mais ceux de remaniement des égouts, de détournements de conduites d’eau et de gaz, spécialement des prises qui se rendent aux maisons, constituaient un aléa qui pouvait devenir aussi important que le reste; et le coût total eût rendu le réseau non seulement improductif, mais onéreux. Dans ces conditions, elle eût renoncé à l'établir.
- Le conseil communal se décida donc en présence de ces faits à autoriser l’établissement des conducteurs contre les façades.
- La question du consentement des propriétaires a été une cause de retard dans les travaux. Au premier moment les refus ont été assez fréquents, mais peu à peu les propriétaires se sont rendu compte que ce qui leur était demandé était à l’avantage de leurs immeubles.
- Actuellement, la construction des lignes est assurée; il ne reste encore que quelques difficultés à aplanir.
- Une seule modification importante a été apportée au projet primitif. Le conseil communal a demandé et obtenu que les câbles allant à la gare pussent fournir de la lumière aussi bien que de la force motrice, afin de pouvoir éclairer le chemin de Beauregard. 11 en est résulté un surcroît de dépenses de 5500 francs.
- Des câbles seront placés en ce point dès que l’autorisation fédérale en aura été accordée, et que la ligne de téléphone qui borde ce chemin aura été déplacée, son tracé étant à rectifier pour laisser la place libre aux nouveaux fils.
- L’installation de Fribourg aura cette particularité que la distribution de force motrice y aura une part prépondérante. La compagnie du Jura-Sim-plon aura à elle seule deux moteurs d’une puissance totale de 50 chevaux.
- L’avantage des moteurs électriques sur les autres consiste en ce que les câbles qui les relient aux réseaux sont faciles à installer et peuvent pénétrer partout. Le moteur lui-même est petit et d’un faible poids (le type de 1 cheval pèse 180 kilos, socle compris), il ne fait presque pas de bruit, s’use peu, et n’a aucun produit à dégager; son prix est relativement bas (moteur de 1 cheval 770 francs, de dix chevaux 2860 francs, etc.). 11 y a donc là un élément important de développement pour la petite industrie, et Fribourg sera non seulement à cet égard au niveau des autres villes de la Suisse, mais les devancera encore.
- Le prix de la force a été fixé aux plus basses limites que l’on puisse atteindre, et la comparaison des tarifs avec ceux des villes suisses et étrangères montre que sur ce point-là encore Fribourg sera au premier rang.
- Le coût d’un cheval pendant 3000 heures, soit une année, sera de 345 fr. ; pour cinq chevaux, 315 fr. par cheval; pour vingt et un chevaux et au-dessus. 195 fr. Ces mêmes forces coûtent àGe nève, 500 fr., 400 fr. et 202 fr.
- Les moteurs électriques sont installés aux frais des abonnés et les réparations sont à leur charge; mais il est à remarquer que ces réparations sônt presque nulles en cas de soins suffisants. La seule pièce importante qui s’use est le collecteur, qui peut durer plus de dix ans et n’est pas très coûteux.
- L’installation de Fribourg comprendra deux machines d’où le courant arrive dans de grands appareils de réglage et de contrôle, réunis contre un grand panneau et groupés de manière à rendre faciles les manœuvres à faire. Là sont également installés des paratonnerres munis de grands condensateurs, sortes de bouteilles de Leyde qui ralentissent les décharges atmosphériques et en atténuent l’effet.
- De là, trois grands câbles vont en ligne droite jusqu’à l’hôtel cantonal, accompagnés de deuxfils pour les forces motrices du bas de la ville et de trois fils pour le contrôle de la marche des lampes.
- Trois autres câbles vont à la gare, accompagnés de leurs trois fils de contrôle.
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- La raison d’être de ces trois fils toujours groupes ensemble est que l’un est commun aux deux machines et chacun des deux autres avec une. On y gagne sur une installation à deux fils une grande économie de cuivre et une plus grande sécurité relativement aux arrêts accidentels.
- Les lampes qui seront mises en vente auront des pouvoirs éclairant de 5, 10, 16, 25, 32, 50, 100 et 150 bougies. Les lampes de 5 bougies ne peu-veut fonctionner que trois à la fois; celles de 10 bougie deux à la fois.
- Un double tarif a été établi; l’un se basant sur l’emploi des compteurs, l’autre sur un prix à forfait fixé par année et par bougie.
- Le premier tarif est de 4 centimes l’heure pour la lampe normale de 16 bougies; à quoi il fautajouter le prix de la lampe. Or celle-ci coûte 4,50 fr. et dure mille heures; son coût horaire est donc de 1/2 centime environ. La durée de mille heures n’est pas atteinte par toutes les lampes ; c’est une moyenne.
- Le tarif à forfait varie suivant la durée de l’éclairage auquel l’abonné s’engage; ainsi une lampe brûlant tous les jours jusqu’à huit heures du soir coûtera 1,20 fr. par bougie et par an; si elle brûle jusqu’à onze heures 2,55 fr. par bougie et par an.
- Le tarif est spécialement destiné aux lampes dont l’horaire est facile à contrôler : usines, bureaux, cafés, magasins, ateliers, etc.
- Ces prix, comparés à ceux du gaz, donnent une petite économie sur le tarif au compteur, même pour les lampes brûlant peu, et une très forte économie pour celles qui restent allumées jusqu’à dix heures et plus tard.
- M. Chavannes s’occupe ensuite des dangers auxquels il a été fait allusion dans la presse, et montre que ces dangers sont imaginaires et que la plus élémentaire prudence les exclut tous. Un seul serait important; ce serait celui qui résulterait de l’attache des lampes électriques sur des supports d’appareils à gaz. On s’en garde facilement en isolant ces appareils de la terre au moyen de raccords qui permettent au gaz de continuer à passer. Sans cette précaution il peut arriver que l’électricité allume le gaz.
- Les compteurs seront loués par l’administration ou vendus si les abonnés le préfèrent.
- Le prix des installations des lampes est très variable; suivant le luxe, l’éloignement des lampes, leur nombre, l’utilisation de supports existants, etc., etc., le prix varie entre 15 et 40 francs par lampe*
- 11 a atteint 50 fr. au théâtre de Genève, éclairé par 2000 lampes.
- On peut se demander si la présence de ce nouvel agent d’éclairage fera du tort à l’usine à gaz. M. Chavannes, se basant sur l’expérience faite en d’autres villes et sur ce que « la concurrence est l’âme du commerce », est certain que le gaz et la lumière électrique sont faits pour vivre l’un à côté de l’autre, l’un complétant l’autre, et que le champ est assez vaste pour que chaque mode, loin de nuire à l’autre, en profite au contraire. 11 prévoit donc que l’usine à gaz de Fribourg pourra dans la suite donner autant de bénéfices qu’aujourd’hui, à la condition de chercher une surproduction dans les applications si nombreuses du gaz au chauffage sous toutes ses formes.
- C. B.
- Etude photographique de l’arc électrique d’après les expériences de M. Mynn, par Ed. N. Ni-chols.
- Au dire de l’auteur, son travail n'est qu'un rapport préliminaire à Y American Institute des expériences que M. M. Mynn poursuit actuellement sur l’arc à courant alternatif.
- L'arc alimenté par courant alternatif et l'arc à courant continu sont deux sujets d’investigation distincts et il reste pour le premier bien des points à fixer.
- La lampe à arc alimentée par courants alternatifs ronfle et siffle invariablement. Le son, qu’on ne peut confondre avec celui de l’arc à courant continu fonctionnant dans de mauvaises conditions, a une hauteur fixe, déterminée par la fréquence de la dynamo. On sait déjà qu’il ne dépend point du mécanisme même de la lampe; la bougie Jablochkoff, qui n’en a point, chante autant qu’un régulateur.
- L’auteur ne se souvient pas qu’on ait expliqué ni étudié cette question du ronflement de l’arc et son attention sur le sujet a été d’abord attiré par certaines courbes de force électromotrice obtenues par MM. Archbold et Teeple au cours de leurs recherches sur la décharge alternative entre une sphère et une pointe. La figure 1 reproduit l’une de ces courbes publiées récemment et obtenues par la méthode bien connue du contact instantané.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- On se servait pour l’expérience du circuit secondaire à haute tension d’un transformateur alimenté par un alternateur dont la force électromotrice était très sensiblement sinusoïdale; la décharge passait d’une sphère à une pointe. En em-p lyant un miroir tournant, on a constaté que
- a
- Fig. 1
- b
- 030°
- l’arc n’existè que durant une portion de chaque cycle.
- , Depuis lors, MM. Tobey et Walbridge ont publié leurs expériences sur le fonctionnement de l’alternateur Stanley, et l’on peut se souvenir que cette, machine donne sensiblement la courbe sinu-
- Fig 3
- soïdale quand elle fonctionne sur un circuit sans induction, tandis qu’il est loin d’en être de même lorsqu’elle alimente des lampes à arc. La figure 2 se rapporte à la machine alimentant cinq lampes. Le rapport entre cette courbe et celle de la figure i
- smtsr-
- Fig. 3
- est évident; la déformation de la forme sinusoïdale est due à l'établissement et à la rupture de l’arc, qui se produit ici deux fois par cycle au lieu d’une seule quand la décharge passe d’une sphère à une pointe.
- D’après l’aspect de ces courbes, il paraît hors
- de doute que le ronflement de l’arc alternatif est dû à l’extinction et au rétablissement périodiques de l’arc par un phénomène analogue à celui des flammes chantantes. Aussi, quand l’auteur a eu l’occasion d’examiner au miroir tournant l’image de l’arc à courant alternatif, il était préparé à con-
- Fig. 4
- stater l’extinction de l’arc pendant une fraction de chaque alternance. 11 ne pense pas qu’aucün membre de l’Institut Américain ait tenté Cette expé-
- die. 5
- rience simple et n’en a point vu de description, bien que Wiedemann mentionne l’application du miroir tournant à l’étude de l’arc à courant con
- Fig. 6
- tinu et que Joubert (1880) ait fait une brève mention d’une très ingénieuse application du phé-nakisticope à l’étude des variations de l’arc alternatif durant chaque période.
- Quant un miroir tournant à axe vertical est
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- placé à une distance convenable d'une lampe à courant alternatif, l’image des pointes incandescentes des charbons s’étend en deux bandes parallèles à travers tout le champ de vision et l’espace intermédiaire, moins brillant, est l’image de l’arc lui-même ; celle-ci n’est point uniforme, mais présente des espaces alternativement brillants et sombres qui indiquent le temps pendant lequel l’arc subsiste ou s’éteint.
- Au début dès recherches dont l’auteur s’occupe, M. Mac Mynn a photographié l’arc dans les conditions voulues pour mettre le phénomène en évidence.
- Une chambre photographique à long soufflet
- des premiers négatifs obtenus, la vitesse de la pla que était modérée et la dimension de l’image inférieure à celle de l’arc lui-même.
- Sur les négatifs suivants, les dimensions de l’image sont plus grandes et la vitesse de la plaque était aussi bien augmentée. Dans plusieurs cas,' on a exposé deux ou plusieurs fois le même négatif.
- L’examen des figures 4, 5 et 6 montre que l'intensité maxima ne réside ni dans l’arc iui-même,’ ni sur les charbons incandescents, mais dans une' région étroite vers les limites de l’arc! Dans Cette: région, qui est sans doute celle dite de la « résistance au passage », de l’arc, l’éclairement est par-
- donnait une image réelle de l’arc en un point où l’on faisait défiler rapidement une plaque sensible. L’image photographique diffère surtout de celle observée directement au miroir tournant par l’intensité relative des lueurs de l’arc et des pointes de charbon. Celles-ci prédominent à l'œil, tandis que l’impression actinique de l’arc surpasse de beaucoup en intensité celle des charbons.
- Ces clichés mettent hors de doute le caractère intermittent de l’arc alternatif et montrent d’une façon certaine des particularités intéressantes.
- Les figures 3, 4 et 5 montrent les résultats obtenus avec des plaques sensibles se mouvant normalement à la direction axiale des charbons de la lampe; la figure 3 est un agrandissement de l’un
- fois intermittent comme sur la figure 4, et parfois presque uniforme comme sur les figures 5 et 6. L’étendue relative des espaces éclairés ou obscurs paraît aussi grandement variable; la figure 6 a été obtenue avec la plus grande vitesse qu’on ait imprimée à la plaque dans ce sens. ,
- Les figures 7, 8, 9, 10, 11 et 12 ont été obtenues en déplaçant la plaque verticalement, parallèlement à la direction des charbons.
- Un caractère imprévu de ces clichés est l’oscillation de l’arc de droite à gauche synchroniquement avec la période alternative. M. Mynn a soupçonné que cette vibration était due au champ magnétique terrestre et il a vérifié la justesse de cette manière de voir en comparant les photographies obtenues en plaçant l’arc dans la direction du méridien magnétique ou dans la situation normale est-ouest.
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- . L'effet, très marqué dans la première situation de l’arc (fig. 8 b), disparaissait presque sur les épreuves faites dans la dernière position (fig. 8 a).
- ... En faisant passer l’arc entre les pôles d’un aimant en fer à cheval dont les lignes de force étaient perpendiculaires à l’axe de la lampe, l’effet vibratoire était beaucoup augmenté (fig. 7 b).
- La forme dentelée des figures 9, 10 et 11 est commun à tous les clichés obtenus dans un champ magnétique intense; on suppose que les angles indiquent le trajet des particules incandescentes repoussées vivement sous l’action des forces magnétiques.
- Fig. 9 Fig. 10
- On a pris aussi une épreuve d’un arc à courant continu placé dans un champ magnétique intense et dans des conditions analogues à celles ayant servi pour les figures 9, 10 et 11; la figure 12 la représente très imparfaitement. L’arc flambait et l’on voit que si la trace de l'arc est ininterrompue et droite, les flammes qui se montrent à droite et à gauche sont irrégulières et intermittentes; le cliché indique que la flamme de droite est légèrement stratifiée et rappelle l'image de l’arc sifflant du début.
- L’interprétation de plusieurs particularités que présentent les clichés de M. Mac Nynn est encore assez obscure, mais on peut espérer que les expé-
- Fig. 11
- Fig. 12
- riences en cours augmenteront notre savoir en ce qui concerne l’arc électrique à courant alternatif.1
- E. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE
- Séance du 3 juillet 1891.
- M. Schwedoff étudie ce que deviennent les Surfaces équipotentielles et les lignes de force
- dans le cas où l’attraction supposée en raison inverse du carré des distances comme l’attraction des masses électrostatiques ne se propage pas instantanément, mais à une vitesse de propagation finie.
- 11 traite en particulier le cas où le corps attirant, réduit à un point, décrit une petite droite d'un mouvement oscillatoire. Les surfaces équipotentielles, qui sont ainsi des sphères dont le centre se déplace, sont alternativement resserrées les unes contre les autres et écartées et constituent dans l'espace un système analogue à celui d'ondes condensées et d’ondes dilatées.
- M. Schwedoff traite quelques applications électrostatiques et montre en projection plusieurs diagrammes représentant ce que deviennent les lignes de force et les surfaces de niveau dans un certain nombre de cas usuels, lorsqu’on suppose
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- finie la vitesse de propagation de l’action électrostatique.
- 11 a traité par le calcul le problème de l'attraction de la matière qui constitue la queue d’une comète par le noyau supposé en mouvement; la matière de la queue de la comète, qui est extrêmement peu dense, doit se diriger suivant les lignes de force, et les traînées lumineuses donneront la représentation objective de ces lignes. Les lignes observées réellement s’éloignent notablement de celles qu’indiquerait une théorie fondée sur l’attraction instantanée à distance, et sont au contraire très voisines de celles que donne l’hypothèse d’une propagation de l’attraction avec une vitesse finie.
- M. Leblanc expose quelques-uns des résultats auxquelsri’a conduit l’étude entreprise en collaboration avec M. Hutin sur les courants alternatifs, dont on trouvera plus loin un résumé.
- M. Branly prouve par l’expérience la réalité de la déperdition de l’électricité positive par l’action des rayons atoniques, déperdition qui avait jusqu’ici été contestée. La déperdition est sans doute beaucoup moindre avec l’électricité positive qu’avec l'électricité négative, mais elle existe. On le prouve en faisant tomber sur un électromètre à feuilles très soigneusement isolé et chargé positivement la lumière de l’étincelle de Ruhmkorff éclatant entre deux pointes d’aluminium. On voit aussitôt les feuilles retomber. Toute l’action est empêchée si l’on interpose un écrou de mica ou de verre, mais le quartz, le spath-fluor, etc., sont transparents, quoique à des degrés divers. L’appareil de mesure qu’emploie M. Branly est l’élec-tromètre de Hankel. Nous reviendrons avec plus de détails sur ces expériences.
- C. R.
- SOCIÉTÉ INTERNATIONALE DES ELECTRICIENS
- (Séance du icr juillet 1891).
- La sténographie dans les réunions scientifiques. — L'usine de la rue des Dames. — Les expériences de M. Leblanc.
- C’est dans la grande salle des conférences de la Société d’Encouragement que s’est tenue la 65e
- réunion mensuelle de la Société internationale des Electriciens, sous la présidence de M. J. Jou-bert.
- M. Montpellier développe sa proposition ayant pour but la création d’un service sténographique pour le compte rendu intégral des réunions; il cite l’exemple de plusieurs sociétés scientifiques dans le sein desquelles de semblables services ont été organisés, ce qui paraît offrir de précieux avantages.
- M. le président fait observer que dans les réunions scientifiques les discussions n’ont pas la même portée que dans les assemblées délibérantes, le fonds des opinions émises ne pouvant être altéré par les digressions qui peuvent surgir en séance et qu’il n’y a qu’un intérêt relatif à conserver par la sténographie la physionomie des débats.
- M. Mascart appuie les observations du président; il est décidé que la proposition sera déférée à l’examen du comité.
- Ajoutons que dans la plupart des réunions scientifiques, en Angleterre et en, Amérique, le conférencier fait imprimer sa communication avant la séance et la distribue aux membres, qui sont ainsi au courant du sujet traité et peuvent utilement présenter des observations, ce qui n’est guère possible avec le système adopté chez nous.
- L’ordre du jour appelle ensuite une communication de M. Pirani sur le secteur électrique de la place Clichy. Nous ne reviendrons pas sur cette installation dont toutes les particularités ont été savamment mises en relief dans ce journal, il y a peu de jours, par M. F. Géraldy. Les membres de la Société internationale des Electriciens, invités en séance, sont allés visiter cette importante station électrique.
- M. M. Leblanc a traité ensuite de l’application des courants alternatifs à la transmission du travail. Les remarquables travaux de MM. Hutin et Le blanc ont été exposés ici même en détail; ajoutons que M. Labour a exécuté au nom des au-, teurs une série d’expériences qui ont vivement intéressé l’auditoire, sur la façon dont se comportent certains isolants soumis à des potentiels élevés.
- Le courant était fourni en séance par une dynamo Gramme à courants alternatifs, de 1200 volts, dont l’énergie envoyée du sous-sol où sont installés les moteurs, était transformée à l’aide d’une bobine de Ruhmkorff.
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- Des plaques de mica, d’ébonite, et des lamelles de caoutchouc de quelques dixièmes de millimètres d’épaisseur ont été successivement détériorées, dégradées, perforées par un courant alternatif agissant sons un potentiel de 7 à 8000 volts.
- Ces expériences ont également mis en elief les aptitudes du papier paraffiné pour la construction des condensateurs que MM. Hutin et Leblanc utilisent dans leurs travaux.
- Cependant il convient de ne pas s’exagérer de suite les qualités de cette substance diélectrique ; en effet, il est nécessaire de prendre certaines précautions dans la préparation de ce papier afin d’éviter les mêmes déboires qui surviennent dans les autres matières isolantes. Aussi MM. Hutin et Leblanc, qui, au début de leurs recherches, avaient pensé utiliser pour leurs condensateurs du papier ordinaire enduit de paraffine commune, se sont vus bientôt obligés de renoncer à ce dispositif, qui, dans la pratique, ne se comportait pas très bien, lis ont pensé fort justement que ces défauts d’isolement devaient résider dans la présence d’acide sulfurique dans la paraffine et de vésicules d’eau emprisonnées dans les milliers de cellules qui composent la fibre du papier. Ils ont pu remédier à cet inconvénient en soumettant papier et paraffine à l’action de la chaleur et en procédant à la confection de ces condensateurs à chaud. La qualité des condensateurs ainsi construits se décèle à l’expérience; en effet, alors que dans les condensateurs où l'isolement est insuffisant, il se produit une vibration perpétuelle qui fait que le condensateur est devenu un condensateur chantant, en revanche, dans ceux construits d'après les indications que nous venons de retracer, le silence est une garantie des qualités de l’appareil, qualités qui se trouveront de suite mises en relief et dont les expériences sont avantagées en même temps que l'oreille des expérimentateurs.
- D’après MM. Hutin et Leblanc, c’est d’ailleurs l’ébonite qui convient le mieux pour la confection des condensateurs.
- C. C.
- De l’amortissement des oscillations hertziennes, par M. V. Bjerknes (‘).
- ^L’amortissement des oscillations électriques de l’excitateur de M. Hertz peut se déterminer par
- (*) Comptes rendus, t. CXI1, p. 1429.
- une méthode simple, quand on fait les deux suppositions suivantes:
- i° Le mouvement de l’électricité dans le résonateur a un caractère assez simple pour être représenté par l’équation de mouvement d’un pendule agité par une force périodique.
- 20 L’amortissement de l’excitateur, et, par conséquent, celui de cette force périodique, est considérablement plus grand que celui du résonateur.
- Ces suppositions faites, on peut calculer l’intensité des oscillations du résonateur en fonction du rapport de sa période à celle de l’excitateur. On trouvera des indications suffisantes pour refaire ce calcul dans la note V du récent ouvrage de M. Poincaré : Electricité et Optique, II. Cette intensité est susceptible d’être mesurée, dans des unités choisies arbitrairement, .par un procédé électrométrique (*); le rapport des périodes s’évalue de la manière connue au moyen de longueurs d’ondes. 11 ne subsistera donc dans la formule qu’un paramètre essentiel : le décrément des oscillations émises par l’excitateur. J’ai déterminé cette constante avec une série de neuf résonateurs dont les périodes avaient des valeurs comprises entre 0,87 et 1,13, prenant celle de l’excitateur pour unité.
- En voici le résultat principal :
- Un excitateur, qui produisait dans des fils une longueur d’onde de 450 cm., avait le décrément logarithmique 0,26: c’est-à-dire que le rapport de deux élongations dans le sens positif était égal à 0,77. Après une vingtaine d’oscillations, on peut donc considérer le mouvement comme devenu insensible, et le phénomène ne dure guère qu’un millionième de seconde.
- L’étincelle était dans ce cas de 1 mm. à 2 mm.; si on l’allonge, le décrément augmente; il y a aussi d’autres dispositions expérimentales qui produisent des effets analogues. Le décrément n’est donc pas de nature bien constante.
- En gardant toujours les suppositions i6et2°, on arrive à une détermination de l’amortissement du résonateur quand, aux mesures indiquées plus
- (*) M. Hertz, Mechaniscbe Wirhungen electrischer Draht-•uiellen (Annales de IViedemann, t. XXII, p. 407).
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- JL
- haut, on ajoute celles de la longueur de l’étincelle secondaire, ce qui permet d’évaluer la différence de potentiel entre les pôles du résonateur. J’ai ainsi trouvé le décrément logarithmique de 0,002. Cependant, il ne faut considérer ce nombre que comme une approximation grossière, les propriétés de l’étincelle secondaire n’étant pas assez connues. Mais quoi qu’il en soit, il y a toujours là une vérification de l’hypothèse 20.
- De l’amortissement considérable des oscillations émises par l’excitateur, on peut tirer des conclusions importantes. Si les ondes se réfléchissent pour se propager dans le sens contraire, il y aura toujours interférence entre une grande et une petite onde. Ce n’est donc plus dans l’acception ordinaire du mot qu’on peut se servir d’expressions telles que nœuds ou ventres; déjà dans le premier nœud, le mouvement surpasse un dixième de celui des ventres voisins; dans une distance de quelques longueurs d’onde du miroir, la différence des maxima et des minima devient insensible.
- Le calcul, ou même un raisonnement très élémentaire, montre qu’un résonateur placé dans ce champ d’ondes interférentes prend des oscillations dont les amplitudes varient périodiquement en raison de la distance du miroir. Dans l’expression des amplitudes, il figure deux longueurs d’ondes, la première correspondant aux ondes émises de l’excitateur, la seconde à des ondes qui n’ont pas d’existence réelle, mais dont les longueurs correspondraient aux oscillations propres au résonateur. Si les décréments que nous venons de trouver sont justes, quand même ce ne serait que pour l'ordre de grandeur, le premier système de maxima et de minima sera caché complètement par le second après une dizaine d’oscillations. Si l’étincelle secondaire ne se produit qu’a-près ce moment, le résonateur ne nous fera observer que l'internœud correspondant au second système de maxima et de minima, et nous arriverons au phénomène connu de la résonance multiple sans avoir recours à l’hypothèse à l’aide de laquelle MM. Sarrasin et de La Rive ont expliqué leur belle découverte.
- M. Poincaré, le premier, a proposé cette explication en arrivant par des considérations théoriques à trouver des valeurs des amortissements semblables à celles que j’ai trouvées par la voie d’expériences.
- Sur l’électrolyse du chlorure de baryum pur ou mélangé de chlorure de sodium, par M. C. Limb (*)•
- J’ai fait ces expériences dans l’intention d’extraire le baryum métallique. Un creuset de grès de 500 à 600 cm3, contenait le sel. L'anode était toujours constituée par un charbon, plat de 5 cm. de largeur, plongé d’environ 8 cm. dans l’électrolyte; une plaque de fer forgé formait généralement la cathode; elle était entourée, dans le sel fondu et à l’extérieur, d’un long vase poreux, dont le fond avait été supprimé. J’ai employé quelquefois aussi un autre charbon semblable au premier. Dans tous les cas, la cathode plongeait de 10 cm. environ.
- Le courant était fourni par une petite dynamo à double excitation réglée pour maintenir entre ses bornes une différence de potentiel constante de 10 volts, quel que soit le débit. Dans ces conditions, on avait à peu près 30 ampères au début; mais au bout de quelques minutes, avec le chlorure de baryum pur, le courant baissait rapidement jusqu’à 2 ou 3 ampères seulement. 11 se formait donc, par l’électrolyse, un dépôt infusible Irès résistant. En agitant fortement la cathode, sans la retirer, le courant reprenait sa valeur première et ainsi de suite (2). Je continuai cette manœuvre pendant deux heures environ.
- En cassant le creuset après refroidissement, je n’ai jamais pu constater la moindre quantité de métal sur la cathode en fer ou en charbon. II était difficile d’admettre, en effet, que cet accroissement énorme de résistance fût produit par le dépôt du métal ; le sel dissous dans l’eau n’était que fort peu alcalin, la neutralité s’obtenait par l’addition de quelques gouttes seulement d’acide chlorhydrique. Or, d’après la loi de Faraday, le courant moyen de 10 ampères aurait dû libérer, en deux heures,
- 0,0000105 gr. X 68,5 X 10 x 2 X 3600 = 52 gr.
- environ de baryum métallique. J’ai supposé qu’il se produisait un sous-chlorure.
- J’ai remplacé alors le sel barytique pur par un mélange à parties égales avec du chlorure de sodium, dans l’espoir d’avoir plus de fusibilité et
- (!) Comptes rendus, t. CXII, p. 1434. _
- l2) En retirant la cathode «t la laissant un instant à l’air pour oxyder le dépôt, puis la replongeant, le courant reprenait son intensité; mais ce procédé est évidemment inapplicable.
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- d’empêcher peut-être cette action secondaire. Dans les mêmes conditions, l’électrolyse se produit très régulièrement, et j’ai pu continuer quel ques opérations pendant quatre heures, sans agiter, en ajoutant de temps en temps une pincée du mélange. Pendant que le courant passe, comme dans le cas du sel pur, le chlore se dégage abondamment, en produisant une espèce d’ébullition autour de l’anode.
- Mais je n’ai pas été plus heureux pour obtenir du métal; une seule fois pourtant, en mettant dans l’eau les fragments de la cathode, il s’est dégagé une petite bulle d’hydrogène que j’ai enflammée. D’après la loi de Faraday, j’aurais dû préparer environ 260 grammes de métal (pour 25 ampères) 0).
- Dans ce cas, comme dans le premier, le sel est peu alcalin. Le vase poreux qui protégeait la cathode dépassait le liquide de plus de 10 cm. : le chlore, entraîné d’ailleurs par le fort tirage du fourneau, ne pouvait donc pas se recombiner au baryum. 11 était fort à supposer qu’il se formait un sous-chlorure de baryum, ou bien de sodium, peut être une combinaison. C’est en effet, ce que les analyses m’ont démontré. J’en ai fait trois sur les produits de différentes opérations. Voici les deux qui diffèrent le plus :
- I'4 analyse 2* analyse
- Poids de matière. ...... 1,927 Sr» 2,232 gr,
- Ba O libre 6,15 6,17
- Cl total 43.29 44,37
- Ba (déduction faite pour Ba O) 3' ,47 26,89
- Na (par différence) 19,09 22>57
- 100,00 100,00
- Or, pour la première analyse, Ba et Na exigent ensemble 45,77 Cl : il en manque donc 2,48 ; pour la deuxième, Ba et Na demandent 48,78 : il manque 4,41. Il y a donc un sous-chlorure quelconque.
- L’évaporation électrique, par William Crookes (2).
- On sait parfaitement qu’un tube à vide muni d’électrodes de platine noircit rapidement, auvoi-
- (t) Matthiessen opérait avec une grande densité de courant sur la cathode; c’est dans conditions qu’il y a eu quelques globules de baryum. t2) Mémoire lu à la Royal Society, le u juin 1891.
- sinage surtout du pôle négatif, par le dépôt du platine métallique. Le passage du courant induit accélère le mouvement des molécules du résidu gazeux; celles rassemblées immédiatement auprès du pôle négatif sont repoussées très vivement et presque en ligne droite avec une vitesse variable avec le degré de raréfaction du tube et l’intensité du courant induit. Quand on se sert de platine pour pôle négatif, les molécules ne sont pas seulement repoussées, mais le passage du courant affecte si fortement le mouvement moléculaire du métal qu’une partie des molécules sortent de la sphère d’attraction de l’ensemble du courant gazeux émanant du pôle négatif et s’attachent aux objets voisins. Cette particularité a été observée d’abord, je crois, par le Dr Wright de Yale College, qui a décrit d’intéressantes expériences (*).
- A
- Pig. 1
- Cette sorte de volatilisation ou d’évaporation électrique est très analogue à l’évaporation ordinaire par la chaleur. La cohésion varie dans les solides suivant la nature physique et chimique; il faut ainsi à chaque espèce de corps solide une i certaine température pour que ses molécules perdent leur fixité de position et deviennent liquides, et ce résultat arrive pour chaque corps à des températures très différentes.
- Si l’on considère, par exemple, un liquide à la pression atmosphérique — un baquet d’eau à l’air libre — sa surface limite, aux distances moléculaires qui séparent le liquide et le gaz, n’est pas plane, mais orageuse comme un océan tempétueux. Les molécules vont et viennent et rebondissent à la surface du liquide dans toutes les directions; leur vitesse initiale peut être accélérée ou retardée suivant le sens des rencontres. Après un choc, une molécule peut être dirigée de.façon
- (!) American Journal of Science and Arts, y série, vol. XII, p.,49, janvier 1887, et vol. XIV, p. 169, septembre 1887.
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- qu’elle continue à faire partie du liquide; ou bien elle peut se trouver envoyée sans perdre de vitesse hors de la portée d’attraction des molécules voisines.et venir se mêler au gaz qui est au-dessus.
- La vitesse propre des molécules augmente par la chaleur et diminue par le froid. Aussi, en élevant la température de l’eau sans augmenter celle de l’air environnant, on augmente le parcours des molécules liquides et leur force de projection, en sorte que le passage des molécules à la région supérieure s'accroît, et on dit que l’évaporation augmente.
- Si la vitesse initiale des molécules liquides peut être accrue par d’autres moyens que par l’élévation de la température, de sorte que le passage avec le gaz soit plus rapide, on peut, dire qu’il y a évaporation comme par l’application de la chaleur.
- Jusqu’ici je n’ai parlé que de l’évaporation d’un
- A
- Fig. 2
- liquide dans un gaz, mais le même raisonnement s’applique à un corps solide. Mais, tandis qu’il faut une grande chaleur à un corps solide comme le platine pour que la couche externe de ses molécules échappe à la sphère d’attraction des molécules voisines, l’expérience prouve qu’une électrisation négative très modérée ajoute assez d’énergie pour que la couche des molécules externes échappe à l’attraction du reste du métal.
- S’il y a un milieu gazeux au-dessus du liquide ou du solide, celui-ci empêche à un certain degré le départ des molécules; aussi l’évaporation ordinaire et l’évaporation électrique sont plus rapides dans le vide qu’à la pression atmosphérique ordinaire.
- J’ai fait récemment des expériences sur l'évaporation de diverses substances sous l’influence électrique.
- Evaporation de Veau. — On prend une balance sensible et dans ses plateaux on met deux coupes très minces en porcelaine, remplies d’eau acidulée,
- que l’on équilibre sur les plateaux.^; Sur chacun, un fil de platine toucha le liquide et non la coupe;.-on fait communiquer un fil avec la bobine d’in-1 duction, tandis que l’autre est isolé, la balance étant en équilibre et l’index au centre de l’échelle.; On a commencé par rendre positive l’eau reliée à la bobine d’induction; au bout d’une heure trois quarts, il y avait à peine de différence entre le poids de l’eau isolée et celui de l’eau chargée par; le courant positif.
- L’équilibre étant établi, on a changé le sens du ’ courant et soumis le liquide de la coupe au courant négatif pendant deux heures; au bout de ce‘ temps, l’eau électrisée était décidément plus légère. Après avoir rétabli l’équilibre, on intervertit ' l’électrisation des coupes, c’est-à-dirè qu’on rend négatif le liquide d’abord isolé, et inversement; au 1 bout d’une heure, l’eau électrisée était décidément;
- A
- Fig. 3
- plus légère que l’eau isolée. L’expérience a été > faite dans une pièce d’une température uniforme et tout courant d’air était empêché par la cage en verre de la balance.
- Dans une autre expérience, où les quantités ont été pesées, on a trouvé que l’eau électrisée négativement perdait en une heure et demie 1/1000 de son poids de plus que l’eau isolée..
- Ces expériences montrent que l’influence sur î’évaporatiori est particulière au pôle négatif, même à la pression de l’atmosphère.
- Evaporation du cadmium. — On a ensuite expérimenté sur le cadmium. Si le départ du métal du pôle négatif est semblable à l’évaporation ou à la volatilisation, l’opération doit s’activer par la chaleur.
- On a fait un tube représenté figure 1, avec deux électrodes de platine scellées dans le verre et ayant en C et D deux morceaux de cadmium métallique de mêmes dimensions et poids. Pendant l’expérience, le morceau C£em contact avec le
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- pôle B était toujours négatif, tandis que le pôle positif était en A. Le vide étant fait jusqu’au point où le passage du courant détermine la phosphorescence verte du verre; on échauffait simultanément les deux extrémités du tube en U, de façon à élever pareillement la température des morceaux de cadmium ; on faisait alors passer le courant pendant une heure, et il est à remarquer qu’il n’y avait pas de métal déposé au voisinage du pôle positif, cette partie du tube restant très claire tandis que la partie symétrique du tube qui n’a pas d’électrodes se recouvrait fortement ainsi que l’indique la figure.
- Comme la température était haute, le métal des deux morceaux se distillait pareillement et il n’y avait pas de différence sensible entre les quantités déposées des deux côtés; il est évident que pour manifester davantage l’action électrique, il fau -
- Fig. 4 et 5
- drait maintenir la température au-dessous du point de volatilisation normal.
- Dans l’expérience suivante, on se servait d’un tube exactement semblable, dont le vide était fait de manière à observer la phosphorescence verte du verre, et l’on maintenait la température immédiatement au-dessous du point de fusion du cadmium en faisant passer le courant pendant une heure. Au bout de ce temps, le tube présentait l’aspect de la figure 2; un dépôt considérable s’était fait à l’extrémité voisine du pôle négatif, tandis que l’espace autour du pôle positif restant clair, la branche du tube où il ne passait pas d’électricité n’avait qu’un très faible dépôt de métal.
- La température, pendant cette expérience, ayant été maintenue au-dessous du point de fusion, il n’y aurait pas eu, ou fort peu, d’évaporation sans application d’électricité. L’amplitude des oscillations moléculaires était augmentée par la chaleur, mais pas assez pour que les molécules pussent franchir la zone d'attraction de la masse. Lorsqu’au contraire; le courant passait, les oscillations
- étaient assez augmentées pour qu’une partie des molécules fussent entraînées hors de la sphère d’attraction et de là dans l’espace vide voisin.
- Comme dans l’expérience avec l’eau, ceci ne se produit qu’au pôle négatif.
- II semblerait que, même après avoir quitté l'ensemble de la masse, les molécules métalliques doivent quitter le courant gazeux moléculaire qui les entraîne et, comme je vais le montrer, doivent s’en séparer rapidement et se déposer sur les parois du tube.
- On fit encore un autre tube de la forme de la figure 3, ayant des fils de platine scellés dans le verre en A, B, Cet D; les pôles en A et D sont en aluminium, ceux en B et C en cadmium; le vide
- Fig. S
- a été fait jusqu’au point de phosphorescence et le courant amené par D comme pôle positif et C comme pôle négatif, sans appliquer de chaleur. Le passage du courant a duré environ une demi-heure, jusqu’à ce que le tube ait présenté l’aspect de la figure 4 ; le verre au voisinage du pôle négatif était couvert de métal, et était clair au contraire vers le pôle D; la ligne ponctuée ef indique la limite de la partie sombre dans cette expérience.
- Ensuite, on fit du pôle B le pôle positif et du pôle C le pôle négatif, et l’on établit le courant pendant une autre demi-heure; au bout de ce temps, le seul effet additionnel produit fut un léger obscurcissement au voisinage de la pièce de cadmium, mais beaucoup plus faible, ainsi que l’indique la figure 5. Cet effet est dû sans doute à une faible perte de décharge négative par le pôle dositif ; l’expérience montre que l’électrisation po-
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- sitive ne détermine pas de volatilisation sensible du métal.
- Dans les expériences qui précèdent, on n’a point estimé le poids du métal.enlevé et du cadmium restant du morceau fixé au fil de platine scellé dans le verre. Pour rendre l’expérience quantitative et éviter en même temps l’erreur qui pourrait provenir d’un échauffement au point de contact on a fait les expériences qui suivent :
- Daris un tube en U (fig. 6), ayant un pôle de platine scellé à chaque extrémité, on a fondu six grains de cadmium pur autour de chaque fil; les extrémités du tube furent ensuite maintenues
- Fig. 7
- dans un bain d’air à une température de 200° C et le vide fait dans le tube à 0,00076 mm. ou 1 M, tandis que pendant trente-cinq minutes, le courant passait entre le pôle négatif A et le pôle positif B. Après ce temps, presque tout le cadmium avait disparu du pôle négatif, laissait à nu le platine, et sans qu’il y eût de dépôt au voisinage immédiat, les molécules paraissant aboutir à une distance d’environ trois quarts de pouce (2 centimètres).
- L’aspect au pôle positif était tout différent; il y avait à peine de cadmium volatilisé et le métal condensé était au voisinage direct du pôle. On a ensuite ouvert le tube et pesé le métal resté au contact des électrodes; puis le cadmium déposé a été dissous dans l’acide, lavé, séché et pesé.
- Pôle positif Pôle négatif
- Poids primitif de cadmium.. 6 grains. 6 grains.
- Cadmium restant après l’ex-
- périeiice 3.65 — 0,25 —
- Cadmium volatilisé en 35 mi-
- nutes 2.35 — 5,75 —
- (Un grain troy dont 5 760 font une livre troy et 7000 une livre avoir du poids équivaut à 0,0648 gramme.)
- La différence si nette du cadmium entraîné aux deux pôles a fait essayer une autre expérience avec un tube disposé de façon que le métal pût être plus facilement pesé avant et après l’expérience.
- La figure 7 représente l’appareil. C’est un tube en U ayant une boule dans chaque branche ; les pôles de platine se trouvaient, comme auparavant, aux extrémités, et dans chaque boule il y avait un morceau de cadmium fondu sur chaque fil ; on pesait les fils avant et après. Le vide étant fait, la partie inférieure du tube a été maintenue à la température de 23o°C dans un bain de paraffine pendant toute la durée de l’expérjence. Au pôle négatif, le dépôt se produit presque immédiatement, et au bout de cinq minutes la boule qui l’entoure est devenue opaque parle métal déposé. Le pôle positif, avec la lueur qui l’entoure, peut rester visible tout le temps. Au bout de trente minutes, l’expérience ayant été arrêtée, et, après refroidissement, le tube ouvert et le fil pesé, voici les résultats obtenus :
- Poids primitif de cadmium .. Pôle positif 9)34 grains. Pôle négatif 9,38 grains.
- Cadmium restant après l’expérience 0,25 — i,86 —
- Cadmium volatilisé en 30 mi-
- nutes 0,09 — 7,52 —
- (A suivre.) E. R.
- Quelques expériences sur la décharge électrique dans les tubes à, air raréfié, par le professeut J.-J. Thomson.
- Le 9 mai dernier, la Physical Society se réunissait à Cambridge, au laboratoire Cavendish, où elle assistait à la répétition de diverses expériences
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- 92
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- et entendait la lecture de plusieurs mémoires. Le professeur J.-J. Thomson, on se le rappelle (*), cherchait depuis quelque temps à obtenir une décharge électrique dans un tube à air raréfié, sans électrodes ; il a indiqué le résultat de ses recherches dans un mémoire intitulé Quelques expériences sur la décharge électrique dans des tubes à air raréfié, dont voici le résumé :
- Les phénomènes de la décharge se simplifient considérablement quand le trajet est entièrement gazeux .; la complication de l’espace sombre autour de l’électrode négative et les stratifications qu’on observe communément dans les tubes à air raréfié.ordinaires disparaissent.
- La production des décharges dans des tubes sans électrodes n’est pas facile à réaliser, car la seule façon de produire une force électromotrice dans le circuit de décharge est d'employer l’in-
- Fig. 1. — Bobine faite d’un tube do verre pour les expériences de décharge dans le vide. Les bobines primaires sont remplies de mercure, les bobines secondaires forment des circuits ouverts continus.
- duction électromagnétique. Les méthodes ordinaires par la production d’une induction variable sont sans valeur, et on a eu recours à la décharge oscillatoire d’une bouteille de Leyde, qui présente à la fois les deux traits essentiels d’un courant dont la valeur maxima est énorme et dont l’alternance est extrêmement rapide. Lescircuits de décharge, auxquels on donne la forme d’ampoules ou de tubes recourbés en forme de bobine, étaient placés très près de tubes de verre remplis de mercure qui forment le chemin de la décharge oscillatoire. Les deux parties correspondaient ainsi aux enroulements d’une bobine d’induction, les tubes à vide étant le secondaire et les tubes remplis de mercure le primaire.
- Dans un appareil de cette espèce, il n’est pas besoin que la bouteille de Leyde soit grande ni que le primaire ou le secondaire aient beaucoup
- de tours, car on augmenterait ainsi'la self-induction du premier et on allongerait le chemin de décharge dans le second.
- En augmentant la self-induction du primaire, on diminue la force électromotrice induite dans le secondaire, tandis qu’en allongeant le secondaire on n’augmente pas la force électromotrice par unité de longueur. Deux ou trois tours (fig. i) pour chacun ont suffi parfaitement, et en déchargeant la bouteille de Leyde entre deux bornes très bien polies placées dans le circuit primaire, on voyait passer tout le long du secondaire une' large bande lumineuse uniforme. Une ampoule vide d’air (fig. 2)contenantdes traces d’oxygène est placée à l’intérieur d’une spirale primaire de trois tours, et quand passe la décharge de la bouteille
- Fig. 2. — Ampoule vide entourée d’une spirale primaire formée d’un tube de verre contourné renfermant du mercure.
- on voit un cercle lumineux à l’intérieur de l’ampoule, très près du circuit, primaire, en même temps qu’une lueur pourpre qui dure une seconde et plus. En chauffant l’ampoule, on diminue considérablement la durée de la lueur, et on peut l’éteindre instantanément en approchant un électro-aimant.
- Une autre ampoule vide (fig. 3) entourée d’une spirale primaire, est placée à l’intérieur d’une cloche, et quand la pression de l’air dans la cloche est à peu près celle de l’atmosphère, la décharge secondaire se produit dans l’ampoule, comme c’est le cas ordinaire.
- En faisant le vide dans la cloche, la décharge lumineuse devient moins intense, et il arrive un moment où on ne voit plus de décharge secondaire. En continuant à faire le vide on ,1a voit apparaître à l’extérieur de l’ampoule. Le fait qu’on n’obtient de décharge lumineuse ni dans l’am-
- (!) La Lumière Electrique, t. XL, pY 243.
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- poule ni dans la cloche ne peut, d’après l’auteur, s’expliquer que de deux façons : ou bien dans ces conditions, le pouvoir inducteur spécifique du gaz est très grand, ou bien une décharge pourrait passer sans être lumineuse.
- L'auteur a également observé que la conductibilité d'un espace vide sans électrodes augmente quand la pression diminue jusqu’à une certaine valeur, puis diminue à son tour, ce qui montre que la résistance considérable d’un vide presque parfait n'est pas due à la présence des électrodes.
- Une particularité des décharges est leur localisation; les anneaux lumineux sont beaucoup plus nettement terminés qu’on ne pouvait s’y attendre;
- Fig. 3. — Ampoule vide entourée d’une spirale primaire, enfermée sous une cloche.
- on trouve aussi que leur production est la plus facile lorsque toutes les molécules de la chaîne de décharge sont de la même espèce. Par exemple, on peut faire facilement passer une décharge dans un tube de plusieurs pieds de long, mais l’introduction d’un petit globule de mercure arrête la décharge, bien que la ccnductibilité du mercure soit beaucoup plus considérable que celle du vide. Dans certains cas, on a remarqué que la présence d’un fil très fin placé à l’intérieur d’un tube, du côté opposé au circuit primaire, empêche une décharge lumineuse dans ce tube.
- A propos de l’expérience représentée par la figure 3, le professeur Lodge déclara qu’elle lui semblait difficile à interpréter, et qu’il ne lui semblait pas qu’aucune des deux explications propo sées par le professeur J. J. Thomson s’imposât; je
- rappellerai que, l’année dernière^1) M. Moser avait obtenu des décharges lumineuses dans un tube vide sans électrodes, par un procédé différent; il mettait simplement en activité dans le voisinage une bobine d’induction. En entourant le tube vide d’un second dans lequel on pouvait faire varier.la pression, l’auteur a vu que :
- i° Si dans le tube extérieur la pression est celle de l’atmosphère, le tube intérieur, sous l'influence d’une bobine, devient lumineux, d’un bleu clair comme toujours.
- 20 Si dans le tube extérieur la pression descend à 1 millimètre de mercure, l’air y devient coriduc-teuretlumineux, d’une couleur rouge foncé. A ce moment l’effet protecteur du tube enveloppe se déclare. Le phénomène est renversé.
- Pour M. Moser, les phénomènes s’interprétaient, en admettant que l’air suffisamment raréfié devient conducteur et fait écran aux vibrations très rapides, comme les expériences de M. Hertz
- Fig. 4. — Bobine secondaire vide, d’un seul tour, portant des renflements. La décharge passait le long de la paroi intérieure des boules, la bobine primaire étant placée à l’intérieur de la secondaire.
- l’ont montré pour les conducteurs ordinaires ; en poussant plus loin la raréfaction dans le tube enveloppe, la décharge lumineuse apparaissait dans le tube intérieur.
- D’ailleurs M. J.-J. Thomson avait lui-même communiqué le 15 février 1889, à la Société royale, les résultats d’expériences analogues, et il concluait également à la non-conductibilité du vide parfait (2).
- Quant au pouvoir inducteur spécifique, M. Moser (3) a trouvé qu’il ne subit aucune variation avec le degré de raréfaction du gaz, que la pression soit en deçà ou au delà des valeurs pour les-
- (l; La Lumière Electrique, t. XXXVI, p. 39.
- (2) La Lumière Electrique, t. XXII, p. 340.
- (3) Comptes rendus, t. CX, p. 635.
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- quelles le gaz acquiert une conductibilité. 11 a procédé par mesure directe, en construisant une bouteille de Leyde à l’aide d’un vase de verre à double fond et à double paroi argenté intérieurement sur les deux faces ; la lame d’air isolante communiquait avec le système de deux tubes précédemment décrit, ce qui permettait de l’amener au degré de raréfaction voulu. On mesurait la capacité en déterminant à l’aide d’un électromètre Mascart-Carpentier la charge que prenait la bouteille quand on reliait les armatures aux pôles d’une pile constante. On trouva pour les déviations de l’électromètre, pour les trois degrés de raréfaction, les nombres 318 et 320, ce qui permet de tirer la conclusion énoncée, qui est en contradiction avec une des hypothèses du professeur Thomson.
- C. R.
- Sur les éléments étalons C1)
- A l’une des dernières réunions de l’Institut Franklin, M. Hering a décrit un modèle modifié de l’élément étalon Daniell ; cet élément a été combiné par lui dans le but d’être toujours prêt à servir.
- La pile se compose de deux bouteilles contenant les deux liquides avec leurs électrodes respectives, les bouteilles étant reliées entre elles par un tube pourvu de deux robinets, la partie de ce tube comprise entre les robinets communique avec l’air extérieur; les tubes partent des parties inférieures des flacons.
- A l’aide de ce dispositif, les liquides, lorsqu’ils viennent à se mélanger, peuvent s’écouler. Afin d’éviter le mélange ou un écoulement trop rapide, on met dans les tubes du papier à filtrer ou de l’amiante.
- Le tube intermédiaire peut être presque à sec; il y a toujours assez de liquide pour assurer le contact lorsque la pile est employée à circuit ouvert.
- La résistance intérieure de ces piles est naturel-. lement très élevée, de 10000 à 20000 ohms. La force électromotrice de l’élément Daniell est, d’après M. Fleming, 1,105 volts vrais à 16 degrés, le poids spécifique de la solution de zinc étant de ï ,2, celui de la solution de cuivre également 1,2, le zinc étant amalgamé et le cuivre nouvellement
- (i) The Electrician, de Londres, 19 juin 1891.
- recouvert d’une couche de cuivre électrolytique de couleur rouge-saumon et dépourvu de taches noires.
- Les solutions des métaux doivent être chimiquement pures, faites avec de l’eau distillée, filtrée et diluée au point voulu par l’addition d’eau distillée.
- Un élément de ce genre peut durerindéfiniment et est toujours prêt à servir. La seule objection consiste en ce que l’électrode de cuivre ne reste pas toujours propre. Il faut la couvrir à chaque instant d’une nouvelle couche, ce que l’on fait rapidement dans un tube à essai avec une électrode en platine. Pour éviter cet inconvénient, M. Hering propose d’amalgamer le cuivre et de le placer dans un tube rempli de mercure lorsqu’on ne s’en sert pas.
- L’auteur a observé un curieux phénomène en employant cet élément. Il a trouvé qu’une légère pression produite dans les bouteilles à l’aide de bouchons donne des différences dans la force électromotrice des éléments; cet effet, que l’on a trouvé pour chacun des liquides, est différent pour les deux.
- Il a donc été nécessaire de faire un trou dans les bouchons pour éviter ces pressions. M. Cahart constate que les faits de pression mentionnés par M. Hering ne sont pas tout à fait nouveaux, comme on peut le voir dans La Pile électrique de M. Tommasi, page 364.
- L’assertion que la nécessité de recouvrir chaque fois l’électrode de cuivre d’une nouvelle couche^ peut être évitée par i’amalgamation du cuivre do/t donner dans la pratique de médiocres résultats, car la force électromotrice qui correspond au zinc et au cuivre amalgamés tous les deux est bien plus faible que celle qui correspond à l’élément Daniell normal.
- Cependant il est tout aussi important que le zinc soit dépourvu d’oxyde que le cuivre. En présence de ces faits et de la difficulté extrême d’empêcher le mélange des deux sulfates, l’étalon Clark n’est pas près d’être remplacé par la pile Daniell, sauf dans certains cas particuliers.
- Le coefficient élevé de température de l’élément Clark ne constitue pas un obstacle pour l’emploi de cet élément, puisque le coefficient est actuellement réduit à la moitié de sa valeur primitive. Comme exemple de l’excellence de l’élément Clark, M. Cahart cite quelques chiffres déterminés sur plusieurs étalons, dont certains datent de
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- quatre ans. Ces chiffres ne constatent que des variations excessivement faibles.
- M. Cahart dit comme conclusion : « Je possède dix éléments de ma fabrication, dont les différences ne dépassent pas un demi-millième. Je considère l’étalon Clark comme tout à fait indispensable dans un laboratoire d’électricité ».
- C. B.
- Mesure de conductibilité pour déterminer la constitution des composés, par M. MagnaniniC1).
- M. Magnanini a déterminé la conductibilité électrique des solutions d’acide borique contenant des quantités différentes de mannite, pour décider s’il se forme des sels éthérés dans la solution.
- En calculant quelle aurait dû être la conductibilité moléculaire s’il n’y avait eu que l’une des deux substances dans la solution, et en la comparant avec la conductibilité trouvée, il a observé que la conductibilité moléculaire augmentait énormément par l’addition de mannite, bien que ce dernier corps ne soit pas conducteur de l’électricité, et que l’augmentation de conductibilité augmentait quand la quantité de mannite introduite était plus considérable.
- Mais, contrairement à ce qui a lieu pour les autres électrolytes, la conductibilité moléculaire de l’acide borique diminue quand la dilution augmente.
- On peut expliquer ce fait en admettant que quand on a ajouté de l’eau l’électrolyte se décompose encore.
- La quantité d’électrolyte qui se forme à une température donnée dépend de la quantité d’acide borique,‘de mannite et d’eau. L’auteur en a conclu, conformément aux lois de l’équilibre chimique, que l’électrolyte qui se forme contient trois molécules d'acide borique et une molécule de mannite.
- D’autres substances contenant des groupes anhydriles (O H) augmentent également la conductibilité des solutions d’acide borique.
- L’auteur a appliqué sa méthode à l’étude des composés qui se forment quand on ajoute de la dulcite aux solutions d’acide borique. Les variations de conductibilité ont été analogues à celles obtenues avec de la mannite, sauf que, dans le cas de dulcite, on a pu arriver, d’après la valeur
- de la conductibilité du mélange, à une formule simple représentant la composition moléculaire du composé qui se forme par électrolyse. 11 est probable que, dans ce cas, il se trouve dans la solution des combinaisons des deux‘corps.
- C. B.
- VARIÉTÉS
- UNE NOUVELLE APPLICATION
- DU
- PRINCIPE DES FONTAINES LUMINEUSES
- Si l’on avait prédit en 1889 que les expériences des fontaines lumineuses seraient appliquées à la chirurgie, on aurait certainement été accueilli avec incrédulité et classé parmi les utopistes rêvant la quadrature du cercle, la direction mécanique des ballons, la pierre philosophale, etc., Cependant, rien n’est plus vrai, et même n'est plus simple.
- Rappelons d’abord en quelques mots en quoi consiste le principe sur lequel est basé le fonctionnement de ces fontaines.
- Les personnes qui ont suivi le cours de M. Ed. Becquerel au Conservatoire des Arts et Métiers vers 1876 se rappellent certainement d’une expérience qui ne manqua pas de frapper vivement l’auditoire. Le savant professeur avait disposé un tonneau rempli d’eau d’où s’écoulait par un orifice pratiqué vers le bas du tonneau un jet d’eau uni comme du cristal de roche et tel qu’on a pu le voir souvent s’écouler des tonneaux que transportaient les porteurs d’eau avant la généralisation des conduites d’eau. Derrière ce jet, on avait disposé une lampe électrique qui concentrait les rayons lumineux et les projetait dans la direction de l’axe du cylindre constitué par l’eau. Un verre de couleur, le plus souvent un verre rouge, colorait ainsi la veine en rouge et comme les lois élémentaires de la réflexion totale montrent que les rayons ne peuvent sortir de la veine que lorsqu’ils la frappent sous un angle très oblique, il s’ensuit que la veine était colorée en rouge jusqu’en bas et même que la couleur se voyait dans le baquet dans lequel l’eau se déversait.
- (’) L'Eleltnciia, 31 mai 1891.
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- Cette expérience est identique à celle des fontaines lumineuses, sauf que, dans ce dernier cas, l’eau, au lieu de s’écouler d’un tonneau est projetée dans l’air à l’aide de pression; le principe est le même, les rayons lumineux ne peuvent pas sortir de la veine, puisque ces rayons ne font que de petits angles avec l’axe de la veine.
- Si nous tenons à rappeler cette expérience, c’est surtout à cause de sa date déjà éloignée et pour montrer que si les fontaines lumineuses sont d’invention récente, le principe sur lequel elles sont basées est de beaucoup plus ancien.
- La nouvelle application dont il s’agit ici est identique à l’expérience de M. Becquerel, sauf que l’on a substitué à la veine liquide du verre plein, dont l’indice de réfraction est plus élevé que celui de l’eau et qui rend donc mieux l’office de ne pas laisser sortir les rayons.
- L’appareil se compose d’une lampe à incandescence d’une bougie alimentée par une petite ma-
- i
- Fig. i. — Photophore électrique.
- chine dynamo-électrique, que l’on fait marcher avec le pied. Cette lampe est placée dans le manche m de l’appareil que manie l’opérateur, et attachée à l’extrémité de deux réophores. Derrière elle se trouve un réflecteur parabolique r, au foyer duquel est placé le filament. Tous les rayons émis sont ramenés dans l’axe de la parabole.
- Perpendiculairement à cet axe, se trouve placée l’extrémité de la tige de verre servant ae photophore.
- En effet les rayons emprisonnés dans l’intérieur suivent jusqu’au bout la tige. Us n'en sortent que parce qu’ils rencontrent une surface lenticulaire, qui a été taillée au bout de la tige de verre.
- La lumière est si bien captive qu’on peut contourner la tige comme on le veut sans qu’elle puisse s’évader à droite et à gauche. 11 n’y a de perte que l’éclairage de la masse illuminée, qui prend une lueur semblable à une très forte phosphorescence ou à l’illumination d’un tube de
- Geissler qui n’auràit pas les stries caractéristiques.
- Quant à la partie malade sur laquelle on lance la lentille terminale, elle est si vigoureusement éclairée qu’on distingue tout ce qui se passe dans l’intérieur de chaque dent et des parties membraneuses telles que les oreilles, les narines, l’intérieu r de la bouche et le dessous de la langue.
- On pourrait peut-être descendre dans l’intérieur de la gorge et de l’estomac en donnant à la tige photophorique une forme convenable et une résistance suffisante. On pourrait employer des sondes de ce genre pour explorer les autres cavités susceptibles d’être le siège d'affections inflammatoires ou de tumeurs.
- Bien entendu, à mesure que la lentille illumi-natrice s’éloigne de la sonde, il faut augmenter la puissance lumineuse. Mais on peut le faire sans avoir à craindre d’amener des accidents comme lorsque l’on introduit dans l’organisme des lampes à incandescence.
- En outre la chaleur développée est nulle, le verre propageant les rayons lumineux sans conduire la chaleur.
- Nous avons vu fonctionner un des appareils dans le cabinet de M. Michaëls, dentiste américain bien connu par le nombre d’applications électriques auxquelles il s’est adonné depuis nombre d’années.
- Ce photophore était excité par une source lumineuse très faible produite par une petite magnéto. Quand le médecin se transporte au lit du malade, ce qu’il a de plus simple à faire c’est d’emporter une pile énergique et constante pendant un temps suffisamment prolongé, telle que la pile Renard à acide chlorochrornique, qui, pour produire des effets lumineux aussi limités, est d’un poids et d’un volume insignifiants.
- D’après le témoignage de M. Michaëls, le photophore médical lui rend tous les jours dans sa pratique dentaire des services de toute nature.
- Nous ajouterons que l’appareil, qui est très bon marché, serait de nature à figurer dans les cours pour donner une démonstration simple des propriétés de la réflexion totale, et de la manière dont se produit plus en grand la belle expérience des fontaines lumineuses.
- W. de Fonvielle.
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- FAITS DIVERS
- James Slocum, Smiler, Wood et Jugiro, les quatre assassins condamnés à mort, aux Etats-Unis, ont été exécutés mardi matin par l’électricité dans la prison de Sin-Sin, près de New-York. Les fonctionnaires de la prison, des experts scientifiques et des témoins spécialement appelés étaient seuls présents.
- Slocum a affronté la mort avec calme. Le fonctionnement de l’appareil étant bien réglé, Slocum a expiré instantanément, sans souffrance apparente.
- Le Japonais Jugiro a été exécuté le dernier.
- On craignait qu’il n’essayât de résister, ce qui est arrivé en effet. Le malheureux s’est débattu, essayant d’échapper à son sort; mais il a été rapidement maîtrisé.
- Tous sont morts au premier contact du courant électrique.
- Depuis les pénibles incidents qui ont accompagné l’exécution de Kemmler, les ennemis du nouveau supplice étaient parvenus à retarder le moment d’une nouvelle électrocution. Cependant, la Cour suprême des Etats-Unis ayant repoussé toutes les requêtes, les autorités de New-York avaient décidé que le supplice aurait lieu dans la prison de Sin-Sin.
- Les mesures les plus sévères avaient été prises pour empêcher l’envahissement de la prison, et la divulgation des mystères de la sinistre expérience dont elle allait être le théâtre.
- Les personnes qui ont le droit d’accompagner les condamnés et les jurés chargés d’assister à l’exécution devaient prêter serment de ne révéler aucun des détails de ce drame terrible. Cette formalité, très sérieuse en Amérique, permettra de les poursuivre comme parjures s’ils racontent quelque chose.
- En outre, il n’a été permis à aucun des témoins de cette exécution de sortir de la prison jusqu’à ce que l’autopsie ait été faite.
- Jusqu’ici le nickelage se fait par voie galvanique; voici un nouveau procédé que nous avons essayé dans le laboratoire et qui permet le nickelage à l’aide d’une réaction très curieuse du nickel.
- MM. Mond, Lang et Quincke ont montré récemment que si l’on fait passer du gaz oxyde de carbone sur du nickel maintenu à 30“ environ, les deux corps s’unissent pour donner une combinaison que l’on peut condenser en un liquide bouillant à 43°. Le nickel doit provenir de la réduction de l’oxyde par l’hydrogène. Ce liquide très volatil peut se dissoudre dans la benzine et le pétrole. En vapeur ou en dissolution, il se décompose avec un dépôt brillant de nickel sous l’influence d’une légère élévation de température.
- Pour effectuer le nickelage, les objets sont immergés dans la solution ou dans la vapeur chauffée à la température
- convenable. Si l’on veut obtenir de la galvanoplastie de nickel ou des plaques de métal, on emploie des surfaces déposantes enduites d’une couche de graphite.
- Les procédés de M. Mond sont très pratiques dans le laboratoire; ils sont basés sur une réaction absolument inattendue, et qui fait sensation dans le monde des chimistes.
- Le 20 mai dernier, M. John. Yales a présenté à la Fédération des ingénieurs des Mines, qui se réunissait à Londres, un mémoire sur un parachute électrique. Le système consiste dans l’usage d’électro-aimants qui sont mis en. action d’une façon automatique par la rupture du câble. Lorsque cet accident arrive, ils produisent simultanément le déclenchement de dents en acier qui s’impriment dans quatre poutres encadrant la cage, et arrêtent sa chute. M. John Yates a promis de tenir ses collègues au courant de ses expériences.
- La ville de Chicago a reçu de M. Barrett, son électricien en chef, un rapport tendant à organiser la ventilation des conduits dans lesquels sont renfermés les fils souterrains. Inutile d’ajouter que le but de la mesure proposée est d’empêcher la production d’explosions provenant de l’accumulation du gaz. Le Western Electrician fait remarquer, que ces accidents doivent, en bonne partie, être atrribués aux compagnies de gaz bien plus qu’à l’électricité, et qu’ils proviennent surtout de la négligence avec laquelle elles transportent ainsi leur dangereuse marchandise.
- Les 8, 9 et 10 septembre prochain, la Convention américaine de la lumière électrique tiendra sa session à Montréal, au Canada. Cette session, à laquelle on attache, paraît-il, une importance toute particulière, sera accompagnée d’une exposition qui durera jusqu'au 16; c’est la veille du Congrès de Montréal, que la Société électro-technique de Francfort ouvrira, en Allemagne, son congrès de l’exposition. Cette réunion durera jusqu’au 12.
- Cette année, la lumière électrique jouera pour la première fois un rôle considérable dans les illuminations du 14 juillet. En effet, on voit maintenant se former, surtout dans les environs des gares ou des grands boulevards, des constellations de magasins ayant abandonné l’usage du gaz. Si l’on traçait une carte des conquêtes de l’électricité, on verrait que son usage gagne surtout du terrain dans les régions oà elle a déjà pénétré. C’est de proche en proche, et par voie d’irradiation, que l’influence se fera sentir dans les parties les plus éloignées de Paris. On peut dire que tout client nouveau est un propagateur involontaire d'un mode d’éclairage dont les étalages élégants ne peuvent plus désormais se passer.
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- Nous avons eu deux salons rivaux qui se sont partagé les suffrages du public. Il est assez singulier qu’aucune des deux entreprises en compétition n’ait eu l'idée d’avoir recours à l’éclairage électrique. Il est probable que cette lacune provient de ce que de part et d’autre quelques artistes influents ne se sont point débarrassés du sentiment d’hostilité que des maîtres de grande réputation ont professé contre tout système d'éclairage artificiel. Ces résistances ne proviendraient-elles pas de ce qu’avec l’éclairage électrique l’œil se. rend même compte de certains défauts qu’un éclairage plus uniformément tamisé dissimulait?
- Les galeries de peinture de l’Exposition de Francfort permettront bientôt de faire d’utiles remarques à ce sujet.
- Le parlement italien est saisi d’un projet de loi dans lequel le gouvernement concède l’exploitation d’un réseau à l’industrie privée. De nombreuses propositions ont surgi tant sur la durée de la concession que sur le taux de la part prélevée par l’Etat, ainsi que sur le retour à l’Etat du matériel après la fin du contrat.
- Le Western Electrician publie un article dans lequel il résume les arguments connus, mais malheureusement trop souvent inutiles, contre l’exploitation directe de l’éclairage public par les administrations municipales. Notre confrère cite à l’appui de sa thèse quelques exemples de nature à intéresser plus particulièrement les habitants de Chicago, et qui. démontrent que les choses se passent partout de la même manière. Les politiciens n’ont qiie deux préoccupations, créer.de nouveaux postes et les faire attribuer à leurs partisans.
- Les journaux du Tonkin annoncent l’inauguration du premier chemin de fer ouvert dans la colonie. La première section n’a que 13 kilomètres, mais sa mise en service est un événement considérable pour le pays.
- 11 est bon de faire remarquer que cette ligne, qui part de Phu-Lang-Thuong, aboutira à Langson. Lorsque l’on est parvenu à une certaine distance du delta, les cours d’eau prennent des pentes d’une rapidité telle qu’il est facile de les utiliser à la production de l’énergie.
- Il résulte de cette configuration géographique et de la faible vitesse dont on doit se contenter pour les trains de voyageurs et de marchandises que la traction électrique serait saqs doute plus facile à organiser dans ces possessions éloignées qu'au milieu de la France continentale, au moins à partir des points où la navigation à vapeur devient impraticable.
- Dans la Nature du 4 juillet, M. Albert Tissandier donne une description de l’observatoire de Zi-Ka-Wei. Il nous apprend que les missionnaires français ont établi dans le port voisin de Shang-Hai un Time Bail électrique, à l’instar des Time Bail anglais.
- Il n’y a pas en France un seul port, ni Marseille, ni le Havre, qui ait une installation pareille. Tous les efforts dé l’amiral Mouchez n’ont pu aboutir à assurer un résultat moins ambitieux, l’envoi hebdomadaire de l’heure dans toutes nos grandes villes maritimes ! L’unité de l’heure est cependant décrétée, mais quand sera-t-elle une vérité!!
- A l’Exposition électrique de Saint-Pancrace, à Londres, M. Francis Tague, ingénieur électricien, a exposé un mesureur d’énergie basé sur la rotation d’un courant soumis à l’action d’un aimant. Le courant est naturellement très faible, mais très régulier. Les dispositifs ne peuvent être facilement décrits sans figures.
- M. Mac Leed, du collège Mac-Gill, à Montréal, a essayé de déterminer la vitesse de l’électricité par des expériences directes exécutées sur un double circuit traversant l’Atlantique et revenant au point de départ. On avait employé un chro-nographe attaché au transmetteur et au récepteur, qui étaient tous deux à Montréal. On a envoyé cent signaux, et la moyenne du temps nécessaire pour la transmission effective à 12800 kilomètres a été d’un peu plus d’une minute (1 minute + 1/500).
- C’est évidemment une vitesse énorme, mais nous sommes loin des 76 000 kilomètres par seconde que les observations astronomiques donnent pour la vitesse de la propagation de la lumière. On sait que ce retard est dû à la capacité considérable du câble.
- Les expériences exécutées entre Paris et Marseille, sur une distance de 800 kilomètres, avaient donné une vitesse beaucoup plus grande. Il serait désirable que le service indien, qui dispose de distances beaucoup plus longues, exécutât des expériences analogues sur la ligne de Calcutta à Cur-chee, qui, avec le retour, ne donnerait pas loin de 5000 kilomètres.
- En somme, avec les nombres de l’expérience de Montréal, l’électricité ne mettrait que 4 à 5 minutes pour faire le tour du monde. Les héros de M. Jules Verne se trouvent donc singulièrement enfoncés.
- Montesquieu s’étonnait au siècle dernier qu’il y eût des frontières pour la vérité et pour la justice. Sa stupéfaction seraitincomparablemënt plus grande aujourd’hui s’il assistait; aux procès auxquels les brevets d’invention donnent quel-
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- quefois lieu. La Cour civile des Etats-Unis vient d'enten-drë les débats de l’action intentée par M. Edison à M. Westinghouse accusé d'avoir contrefait son filament de charbon.
- Si on se reporte aux précédents, on voit qu'en 1888 la Compagnie Edison avait en même temps à soutenir deux procès, le premier en Angleterre, contre M. Holland, et le second d'Allemagne, contre Swan. Le procès allemand fut perdu, tandis que le procès anglais fut gagné. Mais les résultats n’étaient point en réalité aussi différents que l’on aurait pu le supposer.
- En effet, en Angleterre la Compagnie Edison s'était assuré le concours de son adversaire d'Allemagne, et M. Holland 11e succomba que sous les efforts coalisés des deux adversaires. Il est bon d'ajouter qu'en matière de brevet d’invention les travaux antérieurs n’ont aucune importance tant qu’ils n’ont point été livrés au public. Ainsi, le tait que M. Swan avait travaillé les filaments de charbon à une époque où M. Edison ne s'en était point occupé ne suffit pas pour créer une antériorité dans le sens légal en faveur de M. Swan.
- Le droit d’invention ne s'acquiert que par une patente en règle. Ce qui arrive trop souvent aux inventeurs, c'est d'attendre que leur invention ait reçu une forme parfaite et définitive avant d'en déposer un spécimen. Mais, d’autre part, ce que font certains inventeurs, c’est de multiplier indéfiniment le nombre de patentes n'ayant en réalité aucune valeur, et ne présentant aucune idée nouvelle et sérieuse.
- Il est heureux que rarement les cours de justice se laissent séduire par de si puériles étalages. Quelquefois le véritable inventeur est privé du prix de ses travaux, mais le plus souvent, heureusement pou? la jnstice, le faux inventeur en est pour ses frais de poursuites et de patentes.
- La Société des ateliers d’Œrlikon et la maison Escher-Wyss ont construit une chaloupe électrique qui a été lancée dernièrement sur le lac de Zurich. Elle peut fournir une course ininterrompue de six heures à la vitesse de 10 kilomètres à l’heure. . ,
- Éclairage Électrique
- 11 est bon de remarquer que le Prince de Bismarck, grand paquebot mis à la mer il y a quelques mois, et faisant concurrence à la Touraine, est également éclairé d’une façon complète dans toutes ses parties par la lumière à incandescence. On peut donc dire qu’actuellement l'électricité est le complément obligatoire de la vapeur dans toute navigation perfectionnée.
- A la dernière réunion du Comité du gaz d'Aberdeen, le président a développé dans son rapport qu’un quart environ
- des consommateurs de gaz serait disposé à adopter l'éclairage électrique : que la quantité correspondante d'électricité pouvait être évaluée à 150000 unités (kilowatts); que la création de l’usine nécessiterait une dépense de premier établissement de 532500 francs, et que les frais d'exploitation et les recettes s'élèveraient respectivement à 113 900 et à 147 100 francs.
- Le Comité a décidé d'adresser aux habitants une circulaire les invitant à se prononcer entre les modes d'éclairage.
- Télégraphie et Téléphonie
- Depuis le rr juillet 1891, les changements suivants sont en vigueur dans le service télégraphique international :
- Belgique. — 12 1/2 centimes par mot au lieu dé 15 centimes, avec un minimum de cinq mots, soit 75 centimes.
- Russie. — 40 centimes au lieu de 50 centimes, sans minimum. •
- Suisse, — 12 1/2 centimes au lieu de 15 centimes, avec un minimum de 75 centimes.
- Londres. — 20 centimes, avec un minimum de 1 franc.
- Grèce. — 53 centimes au lieu de 55 centimes, sans minimum.
- Italie. — 20 centimes, avec un minimum de 1 franc.
- Hollande. — 16 centimes au lieu de 20 centimes, avec un minimum de 1 franc.
- Portugal. — 20 centimes, avec minimum de 1 franc.
- Bruxelles. — 12 1/2 centimes, avec minimum de 1 franc.
- Allemagne. — 15 centimes au lieu de 20 centimes, avec minimum de 90 centimes.
- Autriche• — 20 centimes au lieu de 25 centimes, avec un minum de 1 franc.
- Espagne. — 20 centimes au lieu de 25 centimes, avec un minimum de 1 franc.
- Voici un exemple à suivre et une innovation à faire connaître, car elle tend à diminuer les délais de transmission des télégrammes. Le correspondant du câble anglo-américain a loué un câble allant directement du bureau de la Bourse à son office de Brest, et qui depuis le 1" juillet est à la disposition du public.
- Des améliorations ont été introduites > il y a quelques jours, dans le service téléphonique belge. Ùn service spécial* indépendant des bureaux centraux des compagnies, fone-
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- lOO
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- tionnè directement entre les Bourses de Bruxelles et d’Anvers.
- D’autre part, les installations sont déjà parachevées à Bruxelles, à la Bourse, pour l’établissement du troisième fil entre la Belgique et Paris. Ce troisième fil passera par la voie Bruxelles-Lille-Amiens-Paris. Il permettra donc aussi une communication directe de Bruxelles à Lille.
- De plus, un raccordement spécial à double fil en bronze phosphoreux entre Bruxelles et Anvers permettra aux Anver-sois de correspondre téléphoniquement avec Paris. Mais ce service leur sera amené par le troisième fil, Bruxelles-Lille-Paris.
- D’ici quatre mois environ, les nouvelles lignes seront inaugurées.
- - MEngine/r de Londres se plaint de ce que le travail de nuit n’existe pas pour les câbles sous-marins, notamment ceux de la Compagnie orientale, qui a cause de la différence en heures, ne travaillent réellement que quinze heures et se reposent pendant neuf. Cela tient à ce que le temps de Londres étant en retard de 10 heures sur le temps de Melbourne et sur le temps de Calcutta, il est rare que l’on réponde le même jour. Il résulte de cette circonstance un tel encombrement pendant les heures de travail que la compagnie a dû dépenser 25 millions de francs pour faire poser des câbles additionnels de Suez à Bombay et de Madras à' Penang, en prévision du surcroît de trafic résultant des dernières modérations de taxe. Ne semble-t-il pas qu’il serait ' facile de répartir plus uniformément les correspondances, en créant une classe de messages moins chers, mais que la: compagnie aurait un certain délai, par exemple 24 ;heures, pour transmettre, suivant les convenances de l’exploitation.
- Le Bureau central de Berne publie, mais d’une façon tout-à-fait incomplète, les résultats de l’exploitation des lignes téléphoniques dans un certain nombre de pays.
- Les renseignements n’étant pas fournis d’une façon uniforme, et ne pouvant l’être à cause de la diversité des modes d’exploitation, il n’est pas possible de tirer de ces intéressants tableaux des résultats comparables ou des déductions pratiques.
- Nous nous bornerons donc à citer quelques faits curieux. C'est en Allemagne que toutes les variations dont le service téléphonique est susceptible sont le plus régulièrement pratiquées.' Malheureusement, le service des télégraphes étant complètement fondu avec celui des postes, il est impossible de déterminer les différentes recettes, mais l’administration a fourni très régulièrement le nombre des différentes communications.
- La population réunie des districts desservis est de 10,500,000 habitants, soit Un quart de la population totale, et la surface sur laquelle ces habitants sont répartis est de
- 5,489 kilomètres, soit d’environ 1/100 de celle de l’empiré. La longueur totale des lignes est de 11,000 kilomètres, ayant un développement presque sextuple. Le nombre des postes d’abonnés est de 45,000, celui des stations centrales de 250, égal à celui des guérites publiques. Les téléphones en service sont au nombre de 67,000.
- Le nombre des réseaux urbains est de 19$, et celui des communications urbaines de 198 millions. Outre les communications d’abonné à abonné, elles comprennent 600,000 communications entre abonnés des stations centrales, chacune donnant lieu à une perception de 11 centimes et de 1 centime par mot, et 700,000 communications avec les cabines téléphoniques, qui durent trois minutes et coûtent 27 centimes. Les communications interurbaines sont au nombre de 27 millions, en chiffre rond; elles ont lieu par environ 130 réseaux, dont 13 comprennent au moins 4 localités. Il y a eu encore 400,000 télégrammes téléphoniques de départ, et 200,000 d’arrivée donnant lieu à la même perception que les communications avec une cabine publique. En outre, dans cette année budgétaire 1889, qui commence au 1" avril et s’étend jusqu’au 31 mars suivant, il existait en Allemagne 1,572 fils téléphoniques spéciaux posés en vertu de conventions particulières, ayant une longueur de 2,804 kilomètres, un développement de 5,817 et desservant 327 postes avec 3,399 téléphones.
- A la date du 25 juin, le bureau international de Berne a publié sur la télégraphie sous-marine des renseignements qui ne diffèrent pas assez de ceux que nous avons publiés pour que nous y revenions. Nous dirons seulement que la flotte télégraphique comprend bien, comme nous l’avons dit 38 navires, mais le gouvernement français et le gouvernement italien ne sont pas les seuls à posséder des navires télégraphiques, le gouvernement chinois est propriétaire d’un navire de 1034 tonnes et d’une force de 150 chevaux, destiné à poser et à réparer des câbles, ce qui est sans doute une sorte de sinécure.
- Le tonnage de tous ces navires est de 60118 tonnes, et leur force nominale en chevaux de 7983. Il convient aussi de ne pas confondre avec les navires du gouvernement anglais celui du gouvernement indien (1150 tonnes et 130 chevaux) et celui du gouvernement canadien (785 tonnes et 90 chevaux).
- En effet, les deux gouvernements ont, comme on le sait, une véritable autonomie administrative. Ce n’est pas sans une extrême difficulté qu’on dresserait un tableau exact, car l’accroissement du réseau est incessant. Rien que la télégraphie privée a augmenté son réseau de 8800 kilomètres dans les quinze derniers mois, soit près d’un kilomètre par heure de nuit et de jour.
- Imprimeur-Gérant ; V. Nory
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XLI) SAMEDI 18 JUILLET 1891 No 29
- SOMMAIRE. — Propagation des perturbations électriques dans les fils conducteurs; J. Blondin. —Eclairage électrique des wagons de chemins de fer, système de Khotinsky ; F. Uppenborn.—Note sur la construction des lignes télégraphiques le long d’une route en pente; J Brunelli. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard.— Chronique et revue de la presse industrielle : De l’application des courants alternatifs à la transmission du travail, par MM. Maurice Mutin et Maurice Leblanc. — Amorces électriques Jones• Woodhouse et Rawson. — Fers à repasser Carpenter. — Compteur Ferranti-Wright. — La lampe de sûreté pour les mines, système Pollak. — Revue des travaux récents en électricité : Quatrième et cinquième notes sur les observations des coups de foudre en Belgique, par MM. Evrard et Lambotte. — Sur un récepteur téléphonique de dimensions et de poids réduits, dit bitéléplione, par M. E. Mercadier. Emploi de la balance d’induction avec un disjoncteur et un galvanomètre, par M. J. Bergmann. — L’évaporation électrique, par Williams Crookes. — Sur la déperdition de l’électricité, M. Ed. Branly. — Bibliographie : Manuel de l’électricien, par MM. Colombo et Ferrini. — Manuel du marin, par M. Carlo de Amezaga. — Faits divers.
- PROPAGATION
- DES PERTURBATIONS ÉLECTRIQUES
- DANS LES FILS CONDUCTEURS
- D’après Maxwell une perturbation électrique doit se propager dans un fil conducteur isolé avec la même vitesse que dans le milieu diélectrique qui l’entoure. Montrer expérimentalement qu’il en est bien ainsi constituerait donc une précieuse vérification de la justesse des idées théoriques du savant anglais. Aussi la mesure de la vitesse de propagation des ondes électriques dans les fils métalliques a-t-elle été, dans ces dernières années, l’objet de nombreux travaux dont les plus importants ont été relatés dans ce journal C).
- Malheureusement les résultats contradictoires qu’ils ont fournis, loin de confirmer la théorie de Maxwell, semblaient, au contraire, montrer que cette théorie ne pouvait sans modifications s’appliquer à la propagation dans les conducteurs, et ce n’est que tout récemment que la question a été définitivement résolue dans un sens favorable aux
- fi) La Lumière Electrique, t. XXX, p. 228 (1888); t. XXXV) P- 335 (*890); t. XXXIX, p. 89 (1891). ’
- idées de Maxwell, par les expériences de MM. Ed. Sarasin et L. de la Rive (*).
- Nous croyons donc utile de reprendre l’étude systématique de la propagation des perturbations électriques périodiques dans un fil conducteur. Dans ce but nous commencerons par établir là valeur de la vitesse théorique, puis nous discuterons les valeurs obtenues dans les recherches expérimentales.
- Vitesse théorique de propagation.
- L’égalité entre les vitesses de propagation des ondes électriques dans un fil rectiligne et dans le milieu diélectrique qui l’enveloppe a été démontrée par M. Hertz dans un mémoire (2) dont un résumé a été publié dans ce journal (3).
- La méthode consiste à déterminer les valeurs de la force magnétique et de la force électromotrice en un point du diélectrique, puis, en écrivant les conditions aux limites, à chercher ce que devien-
- (') Comptes rendus, t. CXII, p. 658 (31 mars 1891); La Lumière Electrique, t. XL, p. 133.
- (l) Die KrœJ'te elektrischcr Schwingungen, behandelt nacb der Maxu'cll’schen Théorie (Ann. tVied., t. XXXVI, p. 1-22, décembre 1888L
- (3) La Lumière Electrique, t. XXXI, p. 589, mars 1889.
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- nent les équations qui fournissent ces valeurs pour un point situé à la surface du fil.
- Dans son mémoire, M. Hertz fait usage du système d’unités de Gauss (intermédiaire entre le système d’unités électrostatiques et le système d’unités électromagnétiques G. G. S.) et de notations différentes de celles de Maxwell, Ce système d’unités et ces notations étant fort peu employées en France, reprenons les calculs de M. Hertz en nous servant du système électromagnétique et des notations ordinaires de la théorie de Maxwell, et en y introduisant quelques simplifications dues à M. Poincaré (J).
- Soient K le pouvoir inducteur spécifique du milieu isolant, supposé isotrope, qui entoure le fil ; son coefficient de perméabilité magnétique ; a,p,y les composantes de la force magnétique en un point de coordonnées x,y, % ; P, Q, R, les composantes de la force électromotrice (rapportée à l’unité de longueur) en ce même point. D’après la théorie Maxwell nous avons entre les composantes de ces deux forces les relations suivantes(2):
- d a _ d Q___d R
- ^ d t d y'
- dfi _ d R d P
- ^ d t ~ d x d y’
- d y dP dQ
- ** d t d y dx’
- et
- d P d t d Q d t
- Kï =
- K —7-f = -T— ---
- d y dp
- d y d y’
- d a d y
- d f d x’
- d P__d a,
- d x dy*
- on a d’ailleurs en outre les conditions
- é* + éï + ±1 = o
- dx ^ dy ^ d? ’
- d P d_Q d R_ d x dy dç °"
- ()
- (2)
- Ü>
- (!) Poincaré. Les Théories de Helmboltç et les expériences de Hertç, leçons rédigées par M. Bruhnes, p. 171,
- (’) Les équations (1) et (2) sont les équations (6) et (3) de l’article de M. Raveau : Exposé de la théorie électromagnétique de Maxwell (La Lumière Electrique, t. XXXIX, p. 351, 21 février 1891 ). Quant aux conditions (3), elles résultent de l’hypothèse de l’isotropie du milieu et d'hypothèses particulières à Maxwell sur le magnétisme et l’électricité (voir le § 3 des Remarques sur la théorie de Maxwell, par C. Raveau, La Lumière Electrique, t. XXXIX, p. 557, 21 mars 1891).
- Dans le cas qui nous occupe le fil métallique doit évidemment être un axe de symétrie du champ; en d’autres termes, le champ doit être de révolution autour du fil. Par suite, une ligne de force électrique est un cercledont le plan est perpendiculaire au fil, ou bien est tout entière située dans un plan passant par le fil. Une ligne de force électrique devant nécessairement aboutir à un conducteur, elle ne peut être que dans un plan passant par le fil. Quant aux lignes de force magnétiques, qui, en tout point, sont normales aux lignes de force électriques, elles formeront des cercles perpendiculaires au fil.
- Si donc nous prenons la direction du fil pour axe des % nous avons
- ï = °
- et la première des conditions Q) devient
- d a. d x
- , dp-+ dy = °’
- OU
- d a _ d (—> p) d x d y ’
- relation qui exprime que la quantité «.dy— S dx est une différentielle exacte.
- Posons
- a dy — p d x = \/K d.
- nous avons alors pour les composantes de la force magnétique
- = V/K
- d y d t'
- d x dt’
- r = o.
- (4)
- Portons ces valeurs dans les équations (2), puis intégrons par rapport au temps les deux membres des nouvelles équations ; nous obtenons
- 1 d* n V'E dxdç’
- j_ d* n
- dydf (5)
- ___i_ (d*_ n d* m
- \JK \dx* dy*)’
- La détermination des composantes de la force magnétique et de la force électrique en un point du champ revient donc à la détermination de la fonction II. Cherchons cette fonction.
- p =
- Q— R =
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ .
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- Remplaçons dans la première des équations (i) a, P et Q par les valeurs précédemment trouvées (4) et (5) ; nous avons
- ^3 n 1 / n d3 n d* n\
- 11 '/K d y d t* “ ^\dy d + d x3 dy + d y3 J’
- ou, en posant
- K (j. = As (6)
- De même
- d3II = /i _ £_s\ rftt y* d3 It
- dy% \p p3/ dp p* dp3
- Par suite
- d2 h = 1 «ni 11
- dx* dÿfi- p d p dpa ’
- et l'équation (7) devient
- (8)
- et en désignant par la notation A n la somme des dérivées secondes de n par rapport aux coordonnées,
- ± /A,
- dy\ dt3
- 4n
- — O,
- La seconde des équations (1) nous donnera, en opérant de la même manière,
- d /.td* n . y-|\ _
- dx\A dt3 An/
- De ces deux dernières relations il résulte que la différence
- A, d* n A dt3
- A II
- ne dépend ni de x, ni de y, et est uniquement fonction de ^ et de t. Soit / (%, /) cette fonction ; la fonction n étant différentiée au moins une fois par rapport à «ou à y dans les expressions (4) et (5), nous pouvons ajouter à n une fonction arbitraire de ^ et de t sans changer les directions et les valeurs des forces magnétique et électromotrice en un point, c’est-à-dire sans changer le champ. Si nous choisissons cette fonction arbitraire de telle sorte que f (\,t) ^oit nul, nous ayons, en désignant encore par n la fonction n ainsi modifiée,
- d3 n
- d t3
- = a n.
- (7)
- d3 n = 2 dn d*ïi «^_n
- d t* p d p d p* d
- (9)
- Si nous supposons périodique la perturbation produite à l’origine du fil, les valeurs de la force magnétique et de la force électromotrice en un point du champ sont également périodiques ; par suite la fonction n doit être périodique par rapport à t. D’autre part, une perturbation se propageant avec une vitesse finie dans un diélectrique, a, p, y» P, Q, R, et par suite n doivent être des fonctions périodiques de Nous pouvons donc poser, en appelant V la vitesse de propagation des perturbations dans le diélectrique dans les conditions actuelles,
- Il = 4(p) sin m (y — VI), (10)
- m étant une quantité dépendant de la durée T de la perturbation et ^ une fonction de p seulement. En portant cette valeur de n dans l’équation (9), *?hous obtenons, après simplification,
- e
- d3 41 , 1 d •b
- dp3 P d p
- — m* U — A* V*; <{i = o.
- Cetfe équation différentielle, que l’on rencontre dans diverses questions 'de physique mathématique, par exemple dans l’étude des cordes vibrant dans un milieu résistant, est intégrable par les séries et conduit à une fonction de Bessel. Une solution particulière de cette équation est
- Telle est la relation différentielle à laquelle doit satisfaire la fonction cherchée II.
- Le champ étant de révolution autour de l’axe des cette fonction ne dépend que de p = y/xH-y2, de % et de t. Transformons la relation précédente en introduisant dans le second membre les dérivées par rapport à p; on a
- lill d XI d p dTX x
- d x d p d x dp p'
- d3 n__/i __d3 n
- d x3 \p p3) dp p3[dp%'
- OÙ
- *1 = 1 +
- p3 p1
- Pi P 2*. 4*
- P*5* , ,
- . 4*. 6* +•••>
- (")
- p3 — m* (1 — A* Vs) ;
- quant à l’intégrale générale, elle est
- *-=C'+, + c*ij^
- C' et C étant deux constantes arbitraires. La constante C est nécessairement nulle, car autrement la fonction ^ et ses dérivées deviendraient infinies
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- en même temps que p ; par suite l’intégrale se réduit à
- ou, en remplaçant par sa valeur (il) et effectuant l'intégration,
- *
- C tpi log p -|-
- 5 pk p4 3a j&6 Pa 32 4 a3 6
- +
- 11 ne reste plus qu’à déterminer la quantité V. Pour cela considérons un point de la surface du
- fil.
- D’après Maxwell, les lignes de force électriques aboutissent normalement à la surface des conducteurs; par conséquent, en un point de cette surface, on a R = o, c’est-à-dire, en tenant compte de la dernière des équations (5),
- cP 11 rfi_n _ dx2 ’’ dyz °’
- ou, d’après la relation (8),
- d* ri 1 d 11
- dp2 p dp
- Si dans cette égalité nous remplaçons n par l’expression (10), nous obtenons
- (A* Vs — 1) 4- = o,
- égalité qui sera satisfaite si
- v
- A
- OU
- 4 = o-
- Or l’expression (11) de montre que cette fonction se réduit à 1 pour p = o, c’est-à-dire quand le point considéré est sur le fil ; par suite ^ se réduit à — C, quantité nécessairement différente de zéro, pour cette valeur de p ; il faut donc que V soit égal à l’inverse de A.
- Mais d’après l’égalité (6) on a A = v/K p.. D’autre part on sait que la vitesse de propagation d’une perturbation électrique dans un diélectrique homogène défini, ne contenant aucun conducteur,
- est égale à^j|=. 11 lésulte donc de ce qui précède que la vitesse de propagation des ondes électriques dans un diélectrique entourant un fil conducteur et dans le fil est égale à la vitesse de propagation normale dans ce diélectrique.
- Une conséquence immédiate de ce résultat est que la vitesse de propagation dans un fil ne dépend ni de sa nature ni de son diamètre.
- Recherches expérimentales.
- Dans tous les travaux exécutés dans cesdernières années pour la mesure de la vitesse de propagation des ondes électriques dans les fils, la perturbation périodique est produite à l'origine du fil au moyen d’un excitateur de Hertz.
- Comme on le sait, cet appareil se compose de deux tiges de cuivre de 0,50 m. environ de longueur, placées horizontalement l’une dans le prolongement de l’autre; les extrémités en regard sont munies de deux petites boules de laiton poli, laissant entre elles un intervalle de quelques millimètres; aux deux autres extrémités se trouvent deux sphères de zinc de 0,30 m. de diamètre, ou mieux, pour les expériences qui nous occupent, deux plaques de laiton carrées, disposées verticalement, de 0,40 m. de côté environ. Les deux tiges de cuivre sont respectivement mises en. communication avec les pôles d’une forte bobine de Ruhmkorff.
- Les courants induits de la bobine portent à des potentiels différents les deux sphères ou les deux plaques ; puis celles-ci, en se déchargeant entre les deux boules de laiton, produisent un courant oscillatoire dont la période est de l’ordre des cent millionnièmes de seconde.
- Le décrément logarithmique de ce courant oscillatoire étant très grand, son intensité ne tarde pas à devenir nulle, mais les courants induits de la bobine, qui sont eux-mêmes oscillatoires, rechargent cent mille fois par seconde environ les deux sphères ou les deux plaques, et maintiennent ainsi la continuité de la décharge.
- Parallèlement à l’une des plaques de l'excitateur, Hertz dispose une plaque de mêmes dimensions reliée au fil dans lequel on veut étudier la propagation des perturbations. Ce fil, pour une raison que nous verrons plus loin, est tendu horizontalement dans le plan vertical qui passe par le milieu de l’intervalle des deux boules de laiton de l’excitateur.
- Pour réaliser pratiquement un fil indéfini, Hertz prend un fil de 70 mètres de longueur et met en communication avec la terre l’extrémité la plus éloignée de-l’excitateur. Dans d’autres expériences il fait usage d’un fil de longueur finie dis
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- posé comme le précédent. Enfin, dans ses expériences les plus récentes, il emploie deux fils de même longueur tendus parallèlement dans des plans perpendiculaires aux tiges de l’excitateur; deux plaques de laiton placées parallèlement aux plaques de ce dernier appareil sont reliées respectivement aux deux fils. C’est également ce dernier dispositif qui est employé par M. Lecher et par MM. Sarasin et de la Rive.
- Pour l’exploration du champ, M. Hertz et MM. Sarasin et de la Rive se servent de résonateurs circulaires formés de cercles en fil de cuivre présentant une coupure. Les courants de déplacement du champ induisent dans ces résonateurs des courants de conduction qui se manifestent par un flux d’étincelles à la coupure.
- La longueur de ces étincelles dépend évidemment des valeurs des éléments du champ dans la région voisine du résonateur; elle est mesurée avec, une grande précision au moyen d’un micromètre à étincelles placé à la coupure.
- Dans les expériences de M. Lecher l’exploration du champ dans le diélectrique est inutile ; les phénomènes ondulatoires dont les deux fils parallèles sont le siège sont observés directement par une méthode très ingénieuse. Cette méthode ayant été tout récemment décrite avec détails dans ce journal (*), nous n’y reviendrons pas ici.
- Considérons le cas d’un fil indéfini et supposons que, conformément à la théorie, la vitesse de propagation dans le fil soit égale à la vitesse normale de propagation dans l’air. En un point de l’air se superposeront deux systèmes d’ondes provenant l’un de l’excitateur, l’autre de l’action du fil. Ces deux systèmes auront même période T, et, par suite de l’hypothèse précédente, même longueur d’onde À.
- Les composantes de la force électromotrice et de la force magnétique résultant de l’action du fil seront, d’après les relations (4) et (5) et Ja valeur (10) de TI, des fonctions périodiques de la forme
- a cos m {{ — V t),
- ou, en introduisant la longueur d’onde et la période,
- a étant une fonction de p.
- C1) La Lumière Electrique du 2 jansiteK 1891.
- Les ondes produites par l’excitateur sont de révolution autour de l’axe de symétrie de cet appareil. Si nous négligeons les dimensions de l’excitateur, ces ondes peuvent être supposées sphériques. A la vérité nous faisons ainsi une approximation grossière, puisque la longueur de l’excitateur est d’environ 1 mètre dans certaines expériences; toutefois elle est suffisante si l’on tient compte du peu de précision des mesures. En adoptant cette hypothèse, les composantes des éléments du champ de l’excitateur en un point voisin du fil seront encore des fonctions périodiques de la forme
- Par conséquent, les deux systèmes d’ondes ne pourront interférer et donner lieu à un système d’ondes stationnaires.
- Supposons maintenant que la vitesse V' de propagation normale dans l’air soit différente de la vitesse V de propagation dans un fil. Alors nous avons pour représenter les éléments du champ de l’excitateur des fonctions de la forme
- cos 2 * (57 ~ f)’
- Par suite, en un point du champ résultant de la superposition des effets du fil et de l’excitateur, nous aurons
- rt cos 2 Jt (^ = :Q + a! cos 2 « ^ = A cos 2 ir
- OÙ
- A = fl* + a'* + 2 a a' cos 2 n f ^
- « sin 2 Tt f + »' sin 2 n
- et
- tang 2 t. ^ —
- a cos 2 tz î 4- a' sin 2 u L
- (12)
- La valeur des éléments du champ passera donc pai une suite de maxima et de minima pour des valeurs de ç différant entre elles de
- les minima seront d’ailleurs nuis si a == a’.
- L'hypothèse V :
- V' et l’hypothèse V ^ V con-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- duisant à des conséquences expérimentales différentes, il est facile de voir laquelle des deux est exacte. Dans ce but, M. Hertz (* *), en 1888, opéra de la manière suivante :
- Le plan du résonateur est d’abord placé perpendiculairement au fil ; dans cette position l’action du fil est nulle par raison de symétrie et les étincelles qui se produisent à la coupure sont dues uniquement à l’action de l’excitateur. Ensuite on tourne le plan du résonateur de 90° autour du diamètre vertical; il est alors dans le plan vertical passant par le fil et, par conséquent, dans le plan vertical passant par le milieu de l’intervalle des deux boules de l’excitateur; par raison de symétrie l’action de ce dernier appareil est nulle et les étincelles observées à la coupure du résonateur proviennent uniquement de l’action du fil. Si nous plaçons le plan du résonateur dans une position intermédiaire, les étincelles résulteront de la superposition des actions du fil et de l’excitateur et on observe que leur longueur passe par un maximum pour une certaine orientation du plan du résonateur. Déplaçons maintenant le résonateur parallèlement à lui-même le long du fil; nous observons, d’après M. Hertz, un minimum de longueur à 7,50 m. de la première position et un maximum à 7,50 m. plus loin. La distance d de la formule (12) est donc égale à 15 mètres.
- Ainsi, d’après les premières expériences de M. Hertz les vitesses V et V' sont différentes. II convient d’ajouter que, d’après M. Hertz lui-même, ces expériences ne doivent pas être considérées comme probantes, la réflexion des ondes sur les parois de la salle, qui a été mise en évidence par des expériences ultérieures, pouvant donner lieu aux phénomènes observés.
- Les expériences précédentes ne pouvant résoudre la question,; passons au cas d’un fil de longueur finie.
- Arrivées à l’extrémité du fil les ondes se réfléchiront, et les ondes réfléchies, interférant avec les ondes incidentes, donneront lieu à un système d’ondes stationnaires. La force électromotrice et la force magnétique dues à l’action du fil reprendront donc les mêmes valeurs pour les points du
- (*; Ueber die Ausbreitungsgeschwiudiglieil der elektrody-namiscbett IVirkungen {Ann- IV ied., t, XXXIV, p. 551-570, mai iS88), — La Lumière Electrique, t. XXX, p. 228.
- champ dont les % diffèrent de j. Si donc nous
- mettons le résonateur dans le plan vertical du fil, pour qu’il ne soit pas influencé par l’excitateur, et si nous le déplaçons le long de ce fil, nous devons observer la même longueur d’étincelles pour des points équidistants. C’est ce qu’a fait M. Hertz (>). 11 a trouvé qu’il ne se produit pas d'étincelles près de l’extrémité libre et aux points situés à des distances multiples de 2,8 m. de cette extrémité. Pour les autres positions du résonateur, il y a production d’étincelles, et la longueur de celles-ci augmente à mesure qu’on approche du milieu des intervalles formés par les points précédents. La longueur d’onde X est donc égale à 5,60 m.
- La longueur d’onde étant connue, la vitesse de propagation serait déterminée si l’on connaissait la période T des oscillations produites par l’excitateur. M. Hertz l’a calculée au moyen de la formule de sir W. Thomson
- T = 2 il s/tTC,
- où L est la self-induction du circuit formé par les deux tiges de cuivre de l’excitateur qui conduisent la décharge, et C la capacité de l’espèce de condensateur constitué .par les deux sphères ou les deux plaques. En portant la valeur ainsi trouvée dans l'expression V — M. Hertz obtint V =
- 200000 kilomètres par seconde. Comme, d’après Maxwell, la vitesse de propagation des ondes électriques dans l’air doit être égale à celle de la lumière, c’est-à-dire à environ 300000 kilomètres par seconde, le résultat des premières expériences de Hertz se trouvait confirmé : V et V' n’ont pas la même valeur.
- Mais dans une communication à l’Académie des sciences (2) M. H. Poincaré a fait remarquer que dans le calcul de la capacité C, M. Hertz a commis une erreur ayant pour conséquence de donner pour T un nombre trop grand; la véritable valeur de T est égale au quotient du nombre trouvé par Hertz par \Jz. Par suite la vitesse de propagation dans un fil doit être 200000 ^2, produit qui se rapproche du nombre qui exprime la vitesse de la lumière.
- (’) Loc. cit.
- (*) Comptes rendus, t. CXI, p. 322, 18 août 1890. —. La Lumière Electrique, t. XXXVII, p. 634.
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- Dans les expériences que nous avons déjà citées, M. Lecher a également donné une vitesse de propagation dans les fils sensiblement égale à celle de la lumière dans l’air. Ignorant la rectification précédente, il a cherché vainement quelle pouvait être la cause de son désaccord apparent avec M. Hertz et n’a pu la trouver dans une défectuosité du dispositif qu’il employait dans la mesure des longueurs d'onde; en réalité, c’est que dans le calcul de la période, M. Lecher appliquait correctement la formule de Thomson.
- La concordance du résultat corrigé de M. Hertz et de celui de M. Lecher avec les conséquences de la théorie de Maxwell suffit-elle pour confirmer cette théorie? Non, car le calcul de la période repose sur une formule dont l’exactitude peut se trouver en défaut dans le cas qui nous occupe.
- D’ailleurs une vérification expérimentale reste à faire : montrer que la vitesse de propagation des ondes électriques dans l’air est bien celle de la lumière.
- Cette vérification est facile à effectuer. Supposons l’excitateur au milieu d’une grande salle dont une paroi est recouverte d’une feuille métallique. Les ondes émises par l’excitateur se réfléchiront sur cette feuille, et les ondes réfléchies formeront avec les ondes incidentes un système d’ondes stationnaires. En déplaçant un résonateur le long de la normale menée du centre de l’excitateur au mur réfléchissant, on devra voir les mêmes phénomènes se reproduire en des points
- distants l’un de l’autre de ~. En opérant ainsi,
- M. Hertz (* 1), a obtenu 4,50 m. pour la demi-longueur d’onde et en déduisit 320 000 kilomètres par seconde pour la vitesse de propagation.
- Ce nombre est voisin de celui qui exprime la vitesse de la lumière. Mais si l’on rectifie le calcul de la période, comme précédemment, toute concordance disparaît et deux des conclusions des théories de Maxwell se trouvent en défaut.
- Tel était l’état de la question lorsque MM. Sarasin et de la Rive entreprirent de nouvelles recherches (2). Ils répétèrent les expériences de M. Hertz
- C) Ueber elektrodynamiscbe ÎVellen im Luftraumc und deren Reflexion. {Ann. IVied., t. XXIV., p. 609-620, mai 1888). La Lumière Electrique, t. XXX, p. 328.
- (’) Archives des sciences phys. et nat., t. XXVIII, p. 557.
- sur la réflexion des ondes sur un mur, puis celles de la réflexion des ondes sur les extrémités des fils métalliques. Dans de nombreuses séries faites avec des résonateurs et des excitateurs de dimensions très différentes; ils trouvèrent que la longueur d’onde a la même valeur dans le premier et le second cas. C’est ce que montrent les tableaux suivants, qui résument les résultats des expériences.
- I. — Diamètre du fil du résonateur = 1 cm.
- Diamètre du résonateur i X air i X fil 2 D
- 4 4 ~
- mètres mètres mitres
- i m............ 2,03 1,92 2
- o,75............ ',4i 1,48 i,5°
- 0,50........ 1,11 0,98 1,00
- o,35............ 0,76 0,73 0,70
- 0,20............ 0,43 » 0,40
- 0,10............ 0,19 » 0,20
- II. — Diamètre du fil du résonateur = 2 mm.
- 0,35............ 0,80 » 0,70
- 0,25............ 0,60 0,56 0,50
- 0,20............ 0,51 0,45 °,4°
- La démonstration expérimentale de l'égalité des vitesses de propagation des ondes électrique dans les fils métallique et dans l’air qui les entoure n’est pas le seul résultat important de ces expériences; elles conduisent également à une remarque utile pour la discussion des expériences antérieures de M. Hertz sur les fils de longueur finie.
- La comparaison des nombres de la dernière colonne des tableaux avec ceux des précédentes mon tre que la longueur d’onde est sensiblement égale à huit fois le diamètre du résonateur. La longueur d’onde observée dépend donc des dimensions du résonateur, phénomène que MM. Sarasin et de la Rive avaient déjà observé dans des expériences antérieures (J) et désigné par résonance multiple. S’il en est ainsi, la durée de la vibration doit, puisque la vitesse est constante, dépendre également du résonateur et, par conséquent, la formule de Thomson, qui ne tient compte que des dimensions de l’excitateur, ne peut servir au calcul de la période. On ne saurait donc, des résul-
- — Comptes rendus, t. CXII, p. 658; 31 mars 1890. — La Lumière Electrique, t. XL, p. 133.
- (i) Comptes rendus, t. CX, p. 72; 13 janvier 1890. — La
- Lumière Electrique, t. XXV, p. 335.
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- tats précédents, déduire la valeur de la vitesse de propagation dans l’air et, par suite, vérifier la conséquence de la théorie de Maxwell, relative à l’égalité des vitesses de propagation de la lumière et des ondes électriques.
- Cette remarque diminue singulièrement l’importance des résultats obtenus parM. Hertz (après correction) et par M. Lecher. Toutefois, il convient de faire observer que M. Hertz n’employait pas un résonateur quelconque; il choisissait celui dont les vibrations propres étaient à l’unisson avec celles de l’excitateur. D’autre part, M. H. Poincaré interprète le phénomène de la résonnance multiple de la manière suivante (*). « Dans la vibration émise par un excitateur, deux choses sont à considérer, la période et le décrément logarithmique. Diverses raisons me portent à penser que ce décrément est beaucoup plus grand pour l’excitateur que pour le résonateur. L’intensité des vibrations émises par l’excitateur irait donc en diminuant très rapidement, de telle sorte qu’elles seraient de durée très courte et peu capables d’interférer. 11 n’en serait pas de même des vibrations propres du résonateur. Qu’arriverait-il alors? Le résonateur serait mis en train par l’excitateur, pourvu que les périodes ne soient pas très différentes, puis il continuerait à vibrer après que l’excitateur serait revenu au repos; mais il vibrerait alors avec sa période propre, et ce sont ces dernières vibrations, d’une durée beaucoup plus longue et susceptibles d'interférer, que l’on observerait ».
- Si l’on rapproche cette interprétation de la précaution expérimentale prise par M. Hertz, on voit que ce physicien, tout en calculant la période au moyen des dimensions de l’excitateur, a en réalité calculé celle du résonateur, puisque ces deux appareils sont à l’unisson, et par suite celle des ondes dont on mesurait expérimentalement la longueur d’onde. Une explication analogue pourrait sans doute s’appliquer aux expériences de M. Lecher.
- 11 nous reste encore à chercher la raison des résultats contradictoires de M. Hertz. Nous avons déjà dit que ce physicien n’avait plus aujourd’hui grande confiance dans les résultats des expériences effectuées sur un fil indéfini, et l’explication du paragraphe précédent fait concorder avec les
- (*) Les théories de Helmboltç et les expériences de Hertç, j p. 250. I
- conséquences de la théorie les résultats des ex" périences sur un fil de longueur finie. Mais comment se fait-il qu’ayant opéré avec un même résonateur, M. Hertz ait trouvé 2,80 m. pour la demi-longueur d’onde dans les fils et 4,50 m. pour la demi-longueur d’onde dans l’air?
- Dans une lettre adressée à M. H. Poincaré (>), M. Hertz indique deux causes pouvant expliquer ce désaccord. La première est que les ondes se produisent entre deux faces parallèles d’une salle et peuvent se réfléchir sur l’une et l’autre; or, on a supposé qu’il n’y avait qu’une seule réflexion sur la paroi où était tendue la feuille métallique; mais cette explication ne paraît pas suffisante. La seconde cause est que, la feuille de zinc réfléchissante étant placée dans une niche du mur, il serait possible que les points proéminents du mur aient eu l’effet d’éloigner les nœuds du mur et de donner une valeur trop grande aux longueurs d’onde mesurées; mais cette cause ne paraît pas non plus suffisante. M. Hertz ajoute :
- «Je ne sais donc pas exactement la cause de mon erreur, mais je crois qu’il y en a. J’ai depuis longtemps cherché en vain pour trouver une cause plausible pour la différence de vitesse dans l’air et dans les fils; j’ai trouvé moi-même, avant MM. Sarazin et de la Rive, qu’il n’y a pas de différence pour les ondes courtes de 30 centimètres de longueur; enfin, les expériences de ces messieurs donnent la même vitesse aussi pour les ondes de grande longueur et contredisent mes expériences ».
- Peut être faut-il admettre que, les dimensions de la feuille de zinc (4 mètres de haut sur 2 mètres de large) étant de l’ordre des longueurs d’onde, il se produirait des phénomènes de diffraction et que ce sont ces phénomènes qu’observait M. Hertz? Mais cette explication, si plausible qu’elle soit, ne paraît pas satisfaisante, car les phénomènes de diffraction devraient également avoir, lieu dans les expériences où MM. Sarasin et de la Rive faisaient réfléchir des ondes de 8 mètres de longueur d’onde sur un miroir de 3 mètres de hauteur sur 2,80 m. de largeur.
- Que faut-il conclure de cette longue discussion? 11 y a six mois, M. H. Poincaré s’abstenait de donner une conclusion certaine.
- 11 serait peut-être prudent d’imiter la réserve du
- | -------------------------------------------------...
- I (*) Loc. cit. p. 247.
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- savant membre de l’Institut. Toutefois la concordance des résultats obtenus par M. Hertz dans ses premières expériences sur les fils de longueur finie et dans ses dernières expériences avec des longueurs de 30 centimètres, de ceux obtenus par M. Lecher, et surtout des résultats des expériences nombreuses et récentes de MM. Sarasin et de la Rive, nous semble permettre de considérer la question comme définitivement résolue et d’accepter la conclusion de ces derniers physiciens : la vitesse de propagation des ondulations hertziennes à travers l’air est très sensiblement la même que
- celle avec laquelle elles se transmettent le long d’un fil conducteur.
- J. Blondin.
- ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- DES WAGONS DE CHEMINS DE FER
- SYSTÈME DE KHOTINSKY
- La Société de Khotinsky a installé dernièrement un éclairage électrique dans les wagons d’un che-
- Fig. 1 et 2. — Disposition des accumulateurs sous la voiture.
- min de fer près de Francfort, afin de démontrer la possibilité d’application de ce système. D'après une invitation de cette compagnie, nous nous sommes rendu à Gelnhausen pour étudier les résultats obtenus.
- Dans ce qui va suivre, nous donnons un compte rendu de nos observations.
- Accumulateurs. — La Société de Khotinsky a complètement renoncé à l’emploi des dynamos pour l’éclairage des chemins de fer. Les dynamos
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- iimim
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- Fig. 5 et 6. — Electrodes positive et négative du modèle F.
- Fig. 3 et 4. — Electrodes des accumulateurs de Kothinsky.]
- 1 I I I 1 1
- [ 11111111
- Fig. 7 et 8. —Electrodes positive et négative du modèle H.j
- n
- I
- Fig. 10 et 11. — Electrodes formées de plusieurs bandes.
- Fig. 12. —Elément monté.
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- ni
- demanderaient des installations compliquées et augmenteraient par suite d'une manière fort onéreuse l’exploitation; en outre, l’emploi des dynamos n’est pas très sûr.
- La production du courant a lieu à certaines stations où l’on charge les accumulateurs. On a as-
- sujetti par conséquent, sous chaque wagon, deux batteries d’accumulateurs qu’il est facile de changer rapidement.
- Dans les figures i et 2, on a reproduit la moitié d’un wagon et il est facile de se rendre compte de la manière dont les accumulateurs sont disposés.
- Fig. 13. — Accumulateur de Khotinsky.
- Comme on le voit, les batteries sont placées aux extrémités des wagons: au milieu se trouve le réservoir pour l’éclairage au gaz. Si l’éclairage électrique s’adoptait d’une manière définitive, il serait préférable de mettre les accumulateurs sous le milieu des wagons.
- Sous le bâti de la voiture, on a aménagé des barres de fer pour soutenir les accumulateurs; ils sont disposés dans des boîtes en bois sous lesquelles on a fixé à droite et à gauche deux fers à
- T sur lesquels les tiroirs peuvent rouler à l’aide de petites roues. Ces tiroirs sont guidés en outre par des disques en caoutchouc. La boîte renfermant les accumulateurs est assujettie des deux côtés par une fermeture solide.
- Dans une seconde voiture, on n’emploie plus de boîtes en bois pour les accumulateurs, mais les éléments sont disposés dans des récipients construits en fer. Sous ces récipients se trouvent également deux fers à T ; on peut ainsi les mettre
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- en place à l'aide des trois roues comme précédemment. De cette façon la batterie n’est pas seulement protégée contre les chocs, mais on peut encore la visiter facilement. Pour enlever la batterie, il suffit en effet d’ouvrir la fermeture et de tirer la batterie sur une voiture disposée à cet effet.
- La batterie comprend huit éléments du dernier modèle des accumulateurs de Khotinsky, dont voici une description. Les figures 3 et 4 représentent le squelette des électrodes pour des décharges rapides et lentes. Comme dans les accumulateurs de Tudor, elles sont composées de plaques sur lesquelles on a rapporté des saillies.
- La différence des deux genres d’accumulateurs
- consiste en ce que les saillies sont peu prononcées dans les accumulateurs Tudor et servent dans ce cas plutôt à augmenter la surface qu’à retenir la substance active.
- Dans le nouvel accumulateur, la formation se fait par le procédé de Planté, de sorte qu’au bout d’un certain nombre d’années, on peut enlever complètement l’oxyde de plomb rapporté ; au bout de ce temps les plaques sont assez bien formées pour que la capacité ne soit pas diminuée par cette suppression.
- L’électrode de Khotinsky est construite de telle façon que la substance active soit maintenue, autant que possible. Les saillies en plomb sont
- Fig. 14. — Disposition de la lampe.
- obtenues en comprimant les plaques sous une pression de 4000 atmosphères. Comme ces saillies ne possèdent que très peu de largeur, il faut en réunir beaucoup dans un même élément. Les figures 5 et 6 indiquent la forme de ces saillies pour l’électrode positive (fig. 5) et l’électrode négative (fig. 6) du modèle F. Les figures 7 et 8 se rapportent aux électrodes du modèle H.
- La figure 9 se rapporte à un élément très plat; on peut encore, lorsqu’il s’agit de grandes plaques, réunir plusieurs bandes dans une seule électrode comme le montrent les figures 10 et 11. La figure 12 fait voir comment on monte un élément à l’aide de ces électrodes.
- Le modèle qu’on obtient dans ces conditions est représenté par,la figure 13. Chaque élément contient cinq électrodes positives et six négatives et chaque plaque est composée de trois bandes d’électrodes reliées ensemble. Le récipient dans le-
- quel on place l’élément est garni d’une bonne couche de bitume, puis recouvert intérieurement de plomb.
- Pour garantir les éléments contre les actions destructives de chocs, on a pris certaines dispositions qui font des plaques d’électrodes des masses solides.
- On obtient ce résultat en disposant en haut et en bas ainsi que sur les côtés des plaques de caoutchouc durci. On a, en outre, assujetti lés plaques d’une telle façon qu’elles forment un ensemble rigide. Les bandes d’ébonite sont de forme conique, pour éviter que des morceaux de matières actives ne viennent par leur chute produire des courts circuits.
- Pour des accumulateurs stationnaires, cette précaution est toujours insuffisante, mais les accumulateurs disposés sous les wagons des chemins de fer sont toujours soumis à certains
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- mouvements qui suffisent pour faire tomber les morceaux de matières actives.
- Les extrémités des plaques d’ébonite sont maintenues par de fortes bandes de caoutchouc durci comme le montre la figure 13; ces bandes assurent à l’élément une certaine élasticité très avantageuse à sa conservation. Chaque élément est fermé par une plaque de caoutchouc à travers laquelle passent les électrodes. Un couvercle assujettit cette plaque; on obtient de cette manière une bonne fermeture.
- On voit par ce qui précède qu’on a pu réaliser
- Fig. 15. — Autre modèle de suspension des lampes.
- ainsi une batterie capable de résister aux chocs provenant du chemin de fer.
- Les éléments ont une capacité de 200 ampères-heures: chaque batterie peut alimenter quatre lampes de huit bougies normales pour les coupés et une lampe de cinq bougies, ce qui fait en tout trente-cinq bougies; et, comme ces lampes absorbent trois watts, la consommation totale est de cent onze watts.
- La tension dés lampes est de 16 volts, l’intensité du courant de sept ampères. Comme la capacité est de 200 ampères-heures, chaque accumulateur nouvellement chargé peut alimenter les lampes pendant trente heures. Avec l’exploitation ré-
- gulière d’un éclairage de ce genre, on pourrait diminuer la capacité des accumulateurs. Le poids de la batterie est d’environ 300 kilog., poids qu’on pourrait certainement réduire.
- On a disposé au milieu de la boîte qui contient la batterie deux plaques métalliques en relation avec les pôles de la batterie; ces plaques, pressées par des ressorts isolés, assurent le contact.
- Conducteurs. — Les conducteurs courent tout le long des wagons vers la partie supérieure. A l’intérieur des wagons, les fils sont disposés dans des moulures en bois ; comme il y a deux batteries, il y a deux systèmes de conducteurs; s’il ar rive un accident, l’éclairage ne s’éteint par conséquent pas complètement.
- Lampes. — La figure 14 montre comment les lampes sont disposées dans un compartiment de seconde classe. On a montré dans la partie supérieure les moulures qui amènent les conducteurs; les lampes sont accessibles du dehors du wagon. La monture est fixée sur un disque de bois dont on peut enlever le couvercle.
- La lampe s’introduit par une ouverture ménagée dans le réflecteur; elle est protégée par un globe ordinaire. La construction est très bien comprise et n’exige que peu de place: l’éclairage, grâce à la bonne construction du réflecteur, est excellent.
- Dans les coupés qui sont pourvus d’un système de ventilateur, ce qui ne permet pas l’adaptation de la lanterne que nous venons de décrire, on a disposé un système de suspension dont la figure 15 montre les détails.
- L'adoption de cet éclairage électrique rend le séjour dans les wagons très agréable et il est hors de doute que l’introduction de ce genre d’éclairage contribuera fortement à diminuer les désagréments des voyages.
- F. Uppenborn.
- NOTE SUR LA CONSTRUCTION
- DES LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES
- LE LONG D’UNE ROUTE EN PENTE)
- Nous considérerons seulement le cas où le terrain sur lequel on veut établir la ligne télégraphique suit une pente régulière, puisque c’est celui
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- H4
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- qui peut nous intéresser le plus dans une bonne construction.
- Quoique entre deux appuis successifs il puisse exister un abaissement du sol, il n’y a pas à se préoccuper de la hauteur à laquelle se trouvera le fil aux divers points de sa portée; on n’aura d’ailleurs jamais de grands ressauts, puisqu’il est de règle constante de distribuer lés différents poteaux sur les endroits élevés qui se rencontrent le long de la ligne.
- Soit MN le profil du terrain, qui forme un angle a avec l’horizontale M O, et soit A B C D un fil suspendu entre deux points A et B que, pour simplifier, nous supposerons également élevés au dessus du sol ; on aura AM = BN.
- Représentons par d la distance horizontale com-
- prise entre deux points d’appui du fil et par b leur différence de niveau B P;.ayant ci-dessus A M = B N, nous aurons aussi B P = N O.
- Comme on le sait, la pente d’une route est en général indiquée en tant pour ioo ou pour 1000, et cette valeur indique de combien cette route a haussé après ioo ou 1000 mètres de parcours. Dans notre cas, la pente de la route M N nous est donnée pour la hauteur N O sur une distance
- M O, c’est-à-dire par le rapport
- Mais on a
- N O = M O tang a,
- et de là
- v h
- tang a = —. (i)
- Etudions maintenant quelques-unes des relations qui existent entre la pente du terrain et la forme de l’arc formé par la partie A B.
- 11 est connu qu’un fil soutenu entre deux points de niveau différents prend la forme d’une courbe qui représente une longueur de beaucoup supérieure à la distance horizontale d’un des appuis à l’autre; nous savons également que tous les éléments nécessaires pour l’étude d’un arc de cette nature sont suffisamment déterminés quand sont connus la distance horizontale comprise entre les deux points d’appui et leur différence de niveau/;.
- En effet, si C est le sommet de la courbe, la portion de ligne télégraphique AB peut être considérée comme composée de l’arc A C qui a une
- flèche F C =/i et une demi-portée A F = et de
- l’arc B C, qui a une flèche GC = / et une demi-
- portée B G = |.
- De là, nous avons
- B Ci + A F = "+2l = </,
- et encore
- Cl C = FC= f—fx=h.
- Si maintenant nous représentons par p le poids du fil par unité de longueur et par T sa tension, au point le plus bas O C, qui est commun aux deux arcs considérés ci-dessus, nous savons qu'il existe entre les arcs et les flèches les relations
- / =
- ___p £1*
- 8 T
- et
- et de là
- T\ gT >
- h = f—fi = g^(«,^-ai2) = g^(o,+«i) (a—at)
- = jpp2tf(2d — 2 ai)=~d (d—\ai)
- (2
- On peut éliminer de cette équation la valeur de «! et de là calculer celle de /j ; ainsi la position du sommet C de la courbe est pleinement déterminée. On peut d’une manière analogue trouver a et/.
- En transportant dans l’équation (i) la valeur h
- de — éliminée de l’équation (2), on obtient
- tanga=I^j--(^ —"1).
- O
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- 115
- Ceci posé, voyons quel est le point de la courbe qui se trouve le plus voisin du sol.
- Si nous considérons une courbe régulière dont la convexité soit tournée vers la droite MN, le point de la courbe qui sera le plus voisin de MN sera celui où passera une tangente parallèle à cette droite elle-même. Si D est ce point, la tangente ED à la courbe sera parallèle à la droite M N et en même temps formera avec l’horizontale H P un angle égal à «.
- En appelant x la distance horizontale H D du point D au sommet C, la distance y de ce point D nous sera donnée par l’équation de la courbe
- de at tirée de l’équation (2) avec celle de a que l’on obtient par un moyen analogue. La valeur de x devient nulle si on rend nulle celle de h; mais pour/; —o, les deux appuis sont à un même niveau et alors nous savons déjà que le sommet C se trouve à moitié de la distance de deux appuis.
- Faisons une application numérique de la formule (4) à un cas pratique. Supposons que la route sur laquelle nous avons construit la ligne télégraphique offre une pente de 2,5 0/0 et que la tension donnée au fil soit normale, c’est-à-dire corresponde au poids kilométrique; nous aurons
- tang a = -AL et T = ioao
- 0 1nnn r'
- En prenant la dérivée par rapport à x, nous avons la tangente trigonométrique de l’angle H D E = a, c’est-à-dire
- et de là
- T. 1000* îs
- x = — tang a = —X-----------= 25
- p p 1000 '
- d y p x
- _=_ = tang a (4)
- et de là, en rendant égale cette valeur de tang a à celle donnée par l’équation (3), on a
- PX P IJ s
- j = (d — at),
- ou, en simplifiant,
- Donc le point D se trouve à moitié de la distance comprise entre les deux appuis.
- En substituant dans l’équation (4) la valeur de tang a donnée par l’équation (1), on obtient
- Comme x nous donne la distance du sommet de la courbe du point du fil qui se trouve le plus voisin du sol, et comme il a toujours une valeur positive, on voit que quoique le sommet soit le point le plus bas de la courbe, il n’est pas pour cela le plus près du sol. En laissant/), T et d constants, la valeur de# augmente proportionnellement à h, et elle peut aussi devenir négative si la pente de la route change de signe. Cela revient à dire que le sommet de la courbe est toujours plus voisin de l’appui le plus bas, ce que l’on peut reconnaître encore en comparant la valeur
- Donc le point le plus voisin du sol sera distant de 25 mètres de la courbe et de là, pour une ligne à tension normale, on peut dire en général que le sommet de la courbe se trouve placé, relativement au point de milieu de la distance de deux appuis, à une distance en mètres égale à la pente kilométrique de la route.
- Cette règle très simple nous permet d’établir une importante relation entre la pente de la route et la distance horizontale à laquelle on devra placer les deux appuis. Ainsi, si l’on veut que le sommet de la courbe tombe vers l’appui le plus bas, on doit planter l’autre,poteau à une distance égale (en mètres) au double de la pente kilométrique de la routé.
- Enfin cherchons la hauteur du point D au-dessus du sol, rapportée à celle du point d’appui, que nous désignerons par l.
- Nous aurons
- DR=QS — RS — QD,
- avec
- Q S = A M = /
- R S = M S x tang a = 4. jc^tang a
- QD = FH=FC—HC
- En outre F C est la flèche correspondant au
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- Il6
- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- point A, horizontalement distant de du sommet,
- et H C est la (lèche correspondant au point D, distant de x du même sommet; donc
- et
- Par substitution, nous aurons :
- D R = i - +- *) ta,’g « ~ [rTT~
- En remplaçant tang a par sa valeur tirée de l’équation (4), il vient
- D R=1 - A b *+xi + (7 H =/-A (7+x)*
- Enfin, en remplaçant — x par sa valeur d d’après l’équation (5) on a
- DR = / =
- p d*
- : 8 T ’
- Or, comme l’angle compris entre ces deux droites est encore a, nous avons la relation
- D R
- D V = D R X cos a = ------1--r.
- \j 1 4- tang 2 a
- La distance du point D à la terre est ainsi trouvée un peu plus petite que la hauteur du même point calculée auparavant, mais il faut noter qu’ici on a diminué la distance qui sépare du sol les points d’appui, parce que les poteaux ne sont pas regardés comme perpendiculaires, mais qu’on les suppose plantés verticalement.
- De toute façon, nous croyons utile de faire observer que dans la majeure partie des cas, la différence entre les deux valeurs est bien petite et peut se négliger tout à fait, car avec une pente de trente-cinq millièmes, la plus forte admise le long des chemins de fer ordinaires, l’angle a aurait une valeur de deux degrés seulement; et comme cos 20 = 0,9993, on voit qu’il n’y a pas une différence sensible entre la hauteur du fil et sa distance du sol; au contraire, on en devra tenir compte toutes les fois qu'on aura à établir une ligne sur une descente rapide, comme par exemple les flancs d’une montagne; car si on peut avoir entre l’inclinaison du terrain et l’horizon un angle de 450, qui correspondrait à une pente de 1000/1000, on aurait
- Cette formule nous montre que la hauteur du point D relativement au sol dépend seulement de la hauteur des appuis et de leur distance et est tout à fait indépendante de la pente de la route, et que, de là, cette hauteur est forcément égale à la distance à laquelle le sommet de la courbe eût été du sol, la ligne étant établie sur une route horizontale.
- En effet, un fil soutenu par deux appuis de hauteur l placés sur un plan horizontal, à une distance d, forme une courbe dont le sommet est abaissé relativement à ses points d’appui d’une quantité égale à la flèche de la courbe, qui est pré-. . ptP
- cisement -gy, et par conséquent ce point se trou-
- vera distant du sol de / —
- pd9
- 8T’
- Laxhauteur du point D au-dessus du terrain est mesurée en ligne verticale; évidemment la plus petite distance du sol à laquelle parviendra le point D devra être aussi mesurée par la normale D V.
- cos 45" = 0,707
- et alors la différence entre les deux valeurs susdites n’est plus négligeable.
- Pour résumer les conclusions auxquelles nous sommes arrivé, nous pouvons dire que :
- Sur une route parfaitement horizontale, un fil suspendu entre deux points de même niveau se dispose suivant une courbe qui a son sommet à une égale distance des deux appuis et juste au point le plus rapproché du sol. Mais si l’on envisage le cas où la route vient à s’élever graduellement à partir du pied d’un des soutiens du fil en soulevant avec elle le poteau suivant, alors la fraction de ligne change graduellement de figure, en se transformant en un arc appartenant à une plus grande portée de fil et qui réunit les propriétés suivantes :
- i° Le sommet de la courbe n’est plus au centre, mais se fixe graduellement vers l’appui le plus bas et proportionnellement à la pente que prend la route, et si la tension donnée au fil correspond à son poids kilométrique, la position du sommet
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- est donnée en mètres par la pente kilométrique de la route elle-même.
- 2° Le point du fil le plus voisin du sol n’est pas le sommet de la courbe, mais il demeure toujours situé à moitié de la distance des deux appuis.
- 3° Ce point conserve toujours la même hauteur relativement au terrain, quelle que soit la pente de la route.
- J. Brunelli.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (').
- Nous avons décrit dans notre numéro du i0l'mars 1890 l’ingénieuse boussole auto-directrice de M. A. Chase. Son principe consiste à faire entraîner par l’aiguille de la boussole un barreau de contact périodiquement soulevé pendant un temps très court, de manière à fermer le circuit d’une pile sur des paires de contacts disposés diamétralement tout autour du limbe de la boussole. Ces contacts sont reliés par autant de circuits distincts à une série d’électro-aimants actionnant des styles qui marquent sur un papier à diagrammes un point chaque fois que le barreau de contact ferme leur circuit.
- La courbe qui joint ces points est la représentation des oscillations de l’aiguille ou des déviations du navire de part et d’autre de sa course normale.
- L’appareil de M. Chase est, par son principe même, très compliqué, en raison du grand nombre de circuits qu’il exige, et sa sensibilité est limitée à des oscillations de plusieurs degrés par l’impossibilité de grouper autour du limbe de la boussole 360 pièces de contact.
- M. J. Von Peichl, directeur de la Compagnie maritime hongroise « Adria », vient d’inventer une boussole autodirectrice plus simple que celle de M. Chase et d’une sensibilité presque illimitée.
- La boussole est renfermée dans une boîte A (fig. 1) suspendue à la Cardan sur un étriera porté par un cercle de galets n dans un habitacle A', et
- surmonté d’une rose A2, avec indicatrice a°. La boîte A porte deux contacts ax a% (fig. 2 et 3) reliés par les fils 1 et 2 au pôle positif d’une pile C (fig. 1) et le pivot des deux aiguilles G G de la boussole porte un bras a3 faisant contact tantôt en a% tantôt en alt et relié au pôle négatif de la pile par le fil 3.
- Les fils 1, 2 et 3 sortent de la boîte A par l’un de ses tourillons a,it traversent l’axe b de l’étrier a (fig. 1) pour aboutir à ses trois contacts circulaires bx b2 b3, dont les balais cx c2 c3 sont reliés : l’un c3 au pôle négatif de la pile C, et les deux autres, c2 et cu aux balais d2 et dx des collecteurs etex de l’axe E. Ces collecteurs sont reliés respectivement aux électros E2 E,.
- L'arbre creux E est mû par un train d’engrenages e3 dQ qui entraîne, le tambour D2, dont la corde d7 est moufiée en dh dG au poids moteur Dj; mais ce tambour ne peut (fig. 6) tourner que si l’élec-tro D attire autour de dx son armature d3 à rochet <s?9. Comme cet électro est relié par le fil 1' 1' et son balai d au collecteur e (fig. 4) auquel aboutissent les fils extérieurs des électros E! Es, on voit que l’électro D ne sera excité qu’en même temps que l’un ou l’autre des électros Et ou E2.
- L’axe E porte (fig. 5 et 6) deux disques e3e3, traversés par des tiges mobiles, longitudinalement sous l’attraction des électros E! E2, et rappelées par des ressorts e0. Ces tiges viennent, lorsqu’elles sont attirées, s’engager respectivement avec les dentures radiales des roues E3 Es, folles sur l’axe E,(,et qui entraînent dans le mouvement de E, dans un sens ou dans l’autre, l’axe b (fig. 1). A cet effet, la roue Es commande b par E0 et le pignon B2, tandis que E8 le commande en sens contraire par lï5 E0 E7 et B2.
- 11 en résulte que, sous l’impulsion du tambour D2, l’axe b et la rose A2 tourneront dans un sens ou dans l’autre, suivant que l’aiguille GG fera, par son bras a3 (fig. 3) contact en a3 ou en a2, c’est-à-dire, suivant que le navire déviera à gauche ou à droite de sa course.
- Si le contact se fait en ax, par exemple, par une déviation du navire que représente l’angle au centre de la petite corde ax a3, l’électro E, fait, par le mécanisme précédemment décrit, tourner l’axe b d’un angle a3 <59, égal et contraire à la déviation du navire, de manière à ramener les contacts ax az à égale distance du bras immobile^. 11 en serait de même si le contact se faisait en a2\ et, comme on peut rendre l’écartement ax a2 des
- 8
- C1) La Lumière Electrique du 6 juin 1891.
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- Fig. i. — Boussole autodirectrice von Peichl (1890). Ensemble de la boussole et du transmetteur.
- Fig. 4. — Von Peichl. Détail du cliquet D.
- Fig. 5 et 6. — Von Peichl. Détail du train réversible.
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- contacts aussi faible qu’on le veut, on voit que la sensibilité de l’appareil est pratiquement illimitée.
- La moindre déviation du navire suffit donc pour faire tourner d’un angle égal et contraire la boîte A, l'étrier g et la rose A2.
- On a, afin de renforcer la stabilité des aiguilles GG suffisamment pour assurer les contacts axa2, garni la boîte A de deux ou plusieurs barres de fer doux F Fi F2 (fig. 2 et 3) disposées symétriquement au niveau des aiguilles G G qu’elles dévient temporairement lorsque la boîte A tourne en les attirant sur leurs contacts ax a2 en sens contraire de la déviation du navire.
- hs. Les armatures des électros hx Hr, actionnent par des cliquets k hx la roue H de l’appareil répétiteur divisée aussi en 360 dents; les cliquets sont pivotés sur les tiges K attirées en hxh3 par les électros H4 Hr>, et leurs extrémités kx h3 sont attirées par les électros bx b5. Lorsque la roue H tourne par exemple de manière à amener hn au contact de h2,
- Fig. 7. — Schéma de l’appareil récepteur ou répétiteur von Peichl.
- Fig. 2 et 3. — Von Peichl. Détail de la boussole.
- Lorsque la boussole n’a qu’une aiguille au lieu de deux, on emploie des paires de barreaux disposés comme on l’a indiqué par les traits pointillés F3F4.Onpeut, d’après M. Peichl, obtenir ainsi une sensibilité telle qu’en maintenant le rochet^9 dé. brayé, l’axe b suit exactement les petites oscillations que le bras aa exécute entre les contacts ax et a3, même quand le navire maintient sa course.
- L’appareil récepteur est représenté par les ligures 7 et 8.
- L’axe b du transmetteur entraîne dansses oscillations une roue B, à 360 dents, sur laquelle porte un contact hx relié par un fil C au pôle positif de la pile C4, et deux cliquets hx k0, mobiles entre les contacts hx et hü, reliés par 3 et 4 au pôle négatif de cette pile et aux électros b.x H5.
- Le jeu de ces cliquets est limité par des butées
- les électros H4 et hx, diagonalement opposés, attirent leurs armatures h2kx, enclenchant Æ et déclenchant hx de manière à faire tourner la roue H et son cadran indicateur H4 H3 (fig. 8) de gauche à droite.
- L’inverse a lieu si la roue B ferme le contact de
- Fig. S. — Von Peichl. Indicatrice du récepteur.
- bx sur h3, de sorte que l’indicatrrice H3 reproduit exactement les mouvements du navire de part et d’autre de sa course normale.
- Le diagramme de ces déviations se trace sur un tambour M solidaire de l’axe b (fig. 1) et parcouru par un style mu que le mouvement d’horlogerie M4 déplace uniformément le long de la glissière m.
- 11 est facile de relier en outre l’appareil répéti*
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- teur à des sonneries d'alarme avertissant dès que le navire subit une déviation exceptionnelle.
- L'appareil de M. Peichl se présente donc avec l'avantage d’une très grande simplicité, et il serait très intéressant d’en faire l’essai le plus tôt possible, car il paraît résoudre mieux qu’on ne l’a fait jusqu’ici un problème longtemps cherché et des plus importants pour la navigation.
- Les figures 9 et 10 représentent une simplification importante apportée par M. Granville à son loch électrique décrit à la page 24 de notre numéro du 3 janvier 1891.
- Le câble a, formé de cinq conducteurs isolés, et
- de 10 millimètres environ de diamètre, est relié électriquement d’une part au compteur du navire, d’autre part à l’attache métallique b' de la tige d du loch. Cette tige d, isolée par les rondelles d’ébonite ec, traverse l’enveloppe en zinc b et reçoit en g le fourreau du moulinet hi, qui tourne sur lui proportionnellement à la vitesse du navire. Ce fourreau entraîne par sa vis sans fin g' le pignon k, dont l’axe porte une came h', laquelle vient, à chaque tour, fermer par son contact avec le ressort /, le circuit du zinc b et de l’axe d. Ce circuit, formant pile, envoie au navire un courant suffisant pour actionner le style du compteur.
- Fig. 9 et 10. — Loch Granville (1890).
- Le mécanisme de l’horloge électrique de M. IV. J. Scales est des plus simples (fig. 10, 11 et 12).
- Supposons que l’on pousse, pour mettre l'horloge entrain, le pendule C vers la gauche dans la position indiquée en pointillés (fig. 10). Dans ce mouvement, le pendule fera pivoter, par£5etc4, le bras c2 autour de son axe c3, de manière qu’il ferme par le contact dec3 surc2 le circuit de l’élec-tro-aimant b, puis le pendule, continuant son mouvement, soulèvera autour de l’arc dx le poids dz de son rappel d2d^d3. D’autre part l’électro-ai-mant b, attirant autour de b2 son armature b3b.lt à cliquet b3, fera tourner d'une dent la roue a, qui commande le mécanisme d’horlogerie.
- Lorsque le pendule reviendra vers la droite, il sera d’abord poussé par son rappel d2d1d3 jusqu’à
- ce que l’extrémité d3 de ce rappel vienne buter sur l’armature bit puis, continuant de lui seul son mouvement, il séparera le contacta du contactr3, et l’électro b lâchera son armature rappelée par son poids b3. Ce poids remontera en même temps le rappel d3 du pendule à sa position primitive, en y accumulant l’impulsion nécessaire pour entretenir le mouvement du pendule.
- Dans le cas où l’électro b viendrait à manquer, l’horloge ne s’arrêterait pas immédiatement, parce que le cliquet ca, solidaire du bras c2, et qui, en temps ordinaire, glisse sur le cliquet b5 de l’armature, avancerait à sa place la roue a, jusqu’à l’épuisement du pendule. On n’est donc pas exposé à l’arrêt par un raté accidentel et passager de l’armature. La vis de butée b6 permet de régler la course de l’armature exactement à une dent de la
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- roue a, dont le recul est empêché par un contre-cliquet tf25.
- Le pendule de l’horloge de M. Pope est constitué (fig. 14 et 15) par une masse suspendue à une longue lame élastique 3, et dont l’armature 8 passe, à chaque oscillation à droite, au-dessus d’un électro-aimant 4, dont on peut régler l'approche par
- une vis 10. Vers ce moment, la lame 3 repousse par la tige 22 le commutateur ji, de manière à fermer le circuit de l’électro-aimant parle passage du contact 14 sous le balai 15, et la largeur du contact 14 est telle que cette fermeture cesseavant que l’armature 8 ne dépasse l’électro 4, qui ne peut ainsi exercer aucune action retardatrice sur le pen-
- Fig. 11, 12 et 13. — Horloge Scales (1S91). Elévation, coupe médiane et détail des contacts.
- dule. Au retour vers la gauche, le pendule ramène le commutateur à sa position primitive par la butée 21.
- L’objet que s’est proposé M. F. Hefner Alteneck par les appareils représentés en figure 16 est d’actionner soit la remise à l’heure, soit le mécanisme tout entier des horloges par le courant même qui fournit l’éclairage électrique des locaux où elles se trouvent.
- A cet effet, à la station centrale du circuit, une horloge régulatrice détermine par un mécanisme quelconque, dans le circuit, un abaissement du potentiel insuffisant pour affecter sensiblement les lampes Lt L2, mais suffisant pour que l’armature ii de l’électro de remise à l’heure A, rappelée par son ressort^, pousse son coin b entre les deux taquets de la roue l. L’écartement de ces deux taquets est supérieur à l’irrégularité maxima prévue pour l’horloge, dont le mouvement com-
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- mande à la roue l de manière qu’elle présente ses taquets presque au droit du coin b au moment de la remise à l’heure. L’entrée de ce coin avance ou recule les aiguilles, par sa poussée sur les taquets de /, de la quantité nécessaire pour la remise 4. l’heure.
- On n’est pas tenu, bien entendu, défaire passer constamment en A une dérivation du courant des
- Fig. 14 et 15. — Horloge Pope (1891).
- lampes; il suffit de faire actionner par l'horloge même un commutateur qui ne ferme ce courant que pendant un temps un peu plus long que le passage des taquets de l en b.
- Le mécanisme de l’horloge est conduit par un électro-aimant B, relié au circuit des lampes, comme A, par une résistance W. L’électro-aimant B actionne le mécanisme d’horlogerie en remontant son ressort F par un cliquet S quand le ressort k rappelle son armature b. Le ressort F est fixé d’une part à la roue folle o et d’autre part au ,
- mouvement d'horlogerie. Quand sa tension dépasse celle du ressorti, le remontage s’arrête, jusqu’à ce que la détente de F permette à l’armature de terminer sa course descendante et de faire avancer d’une dent la roue o, arrêtée ensuite par le cliquet/; puis l’électro B fait remonter d’une
- u : —rtA
- Fig. 16. — Hefner Alteneck. Horloge de circuit (1890).
- dent, malgré /?, le cliquet S. Cette opération s’exécute par l’intermédiaire de l’interrupteur c2c3, dont la petite armature e se meut tout près des pôles de B. Lorsque le contact c est fermé, l’attraction
- L.
- Fig- '7- — Horloge Hefner Alteneck. Pare étincelles.
- de e maintient fermement ce contact, mais, dès qu’il est rompu par la levée du talon m du ro-chet s, l’attraction cesse, et le levier c2 reste dans la position où l’a mis le talon m jusqu’à ce que le second talon n refasse le contact en c.
- La figure 17 représente l’une des dispositions proposées pour éviter les étincelles en c. Le talon inférieur m de la figure 15 est remplacé par une pièce mu isolée sur b, et qui fait contact avec c2c3
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- un peu avant la rupture du contact c, de manière à mettre l’électro B en court circuit par mx et c^c3. Le courant d’induction produit ensuite parla rupture du contact c passe alors par ce court circuit sans provoquer d’étincelles en c.
- Gustave Richard.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- De l'application des courants alternatifs à. la
- transmission du travail, par MM. Maurice
- Hutin et Maurice Leblanc (1).
- 11 y a peu de temps encore, l’emploi de courants continus paraissait constituer le meilleur mode d’utilisation de l’électricité appliquée au transport et à la distribution de l’énergie sous toutes ses formes. Ce résultat était dû à la grande invention de M. Gramme qui avait réussi à donner une solution des plus simples d’un des problèmes les plus difficiles de la physique : la transformation en courants continus des courants alternatifs fournis naturellement par les machines d'induction.
- Sans les travaux de Gaulard qui avaient mis en évidence les remarquables propriétés des transformateurs à courants alternatifs, ces derniers eussent été sans doute universellement négligés. Mais péndant que Gaulard montrait les avantages de ses appareils pour le transport de l’énergie à grande distance, au moyen de courants de haute tension, et sa distribution au moyen de courants de basse tension, on se trouvait en présence de difficultés \ presque insurmontables lorsque l’on voulait obtenir avec les courants continus les mêmes tensions qu’avec les courants alternatifs. Leur transformation au moyen des appareils rotatifs imaginés par Cabanellas ne permettait pas, d’ailleurs, pour des raisons d’ordre pratique évidentes, d’arriver ni au même rendement définitif que les appareils de Gaulard, ni à la même économie dans les frais de premier établissement d’une grande installation.
- C) Mémoire lu par M. Leblanc devant la Société des Ingénieurs électriciens.
- Les causes d’infériorité du courant étaient diverses :
- i° Dès 1888, M. Javaux nous disait qu’il considérait comme plus facile d’isoler un conducteur devant supporter une différence de potentiel alternative de io ooo volts qu’un conducteur destiné à supporter une différence de potentiel continue de 200 volts, parce qu’un diélectrique ordinaire soumis à faction d’une différence de potentiel toujours de même sens finissait par s’électrolyser, ce qui n’arrivait pas lorsque cette différence de potentiel était alternative.
- L’expérience n’a cessé de vérifier la vérité de cette assertion. Nous avons eu l’occasion de voir une plaque de fibre vulcanisée de 5 mm. d’épaisseur brûlée dans une machine Rechniewski, sous une différence de potentiel de 400 volts; d’autre part, à l’usine de Saint-Ouen, des plaques d’ébo-nite de 25 mm. d’épaisseur, se sont trouvées décomposées à la longue sous l’influence d’une différence de potentiel continue de 2400 volts.
- Pendant ce temps, M. de Ferranti montrait qu’une différence de potentiel alternative donnant une étincelle de 15 mm. dans l’air ne pouvait peiccr une plaque degutta-perchadeo, 10 mm. d’épaisseur. 11 a réussi à transmettre industriellement des courants alternatifs de 10000 volts de tension dans des câbles concentriques dont nous ne connaissons pas le mode de construction, mais dans lesquels, sans aucun doute, le diélectrique est moins épais que l’ébonite dont nous parlions tout à l’heure.
- 11 importe que ce phénomène soit bien établi, car il constitue une supériorité d’ordre naturel absolue et indiscutable en faveur de l’emploi des courants alternatifs.
- 2° Dans les machines à courants continus, la nécessité de n’établir une faible différence de potentiel entre deux touches consécutives du collecteur conduit à multiplier beaucoup leur nombre, lorsque l’on veut obtenir de hautes tensions. 11 en résulte que cet organe devient encombrant et coûteux à établir ; mais, ce qui est plus grave, c’est que la nécessité de disposer un grand nombre de touches entre deux balais consécutifs oblige à n’employer que des machines n’ayant qu’un petit nombre de pôles, dans lesquelles l’inducteur engendre uri flux très considérable que l’armature ne coupe qu’un petit nombre de fois par seconde (20 en moyenne). Dans ces conditions, l’énergie potentielle emmagasinée dans les armatures est
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE'
- très considérable, et est toujours prête à se dégager sous forme foudroyante.
- Nous disons seulement les armatures. En effet, comme l’a fait M. Marcel Deprez, dans ses expériences de Creil, on prend toujours le soin d’alimenter les inducteurs des dynamos par des circuits locaux.
- Avec les machines alternatives, l’absence de collecteur permet de construire des machines dans lesquelles l'armature coupe un bien plus grand nombre de fois par seconde le flux engendré par les inducteurs (133 fois dans les machines Westinghouse). Alors, à égalité d’effet utile, l’énergie potentielle emmagasinée dans les armatures se trouve très réduite et, dans la même proportion, le danger des extra-courants qui peuvent se manifester.
- On peut, il est vrai, réduire beaucoup le danger de ces extra-courants, au moyen d’appareils de sûreté analogues aux soupapes des machines à vapeur. Mais, si l’on n’hésite pas à timbrer à 15 ou 20 kilog. une chaudière du genre Belleville ne renfermant qu’une petite quantité d’eau, c’est-à-dire une faible quantité d’énergie potentielle emmagasinée, qui oserait le faire avec une chaudière à bouilleurs contenant plusieurs mètres cubes d’eau, quelque perfectionnées que soient les soupapes dont on la munirait?
- C’est là un nouvel avantage des courants alternatifs et qui doit être d’autant plus marqué que la fréquence de ces courants est plus grande.
- Pour ces deux motifs, qui sont d’ordre naturel et dont aucun artifice de construction ne saurait supprimer l’importance, l’avantage est aux courants alternatifs sur les courants continus, lorsqu’il s’agit d’obtenir les hautes tensions permettant seules de transporter économiquement l’énergie à de grandes distances. Cet avantage, joint à la simplicité de leur transformation, semblerait de-. voir imposer leur emploi en toutes circonstances, tandis que, jusqu’à présent, la faveur est restée aux courants continus..
- C’est qu’on pouvait leur reprocher :
- 1° Le rendement peu élevé des alternateurs ordinaires et la difficulté de leur accouplement.
- 20 Les mauvaises conditions de fonctionnement des machines réceptrices à courants alternatifs.
- 30 L’impossibilité de leur adjoindre des accumulateurs.
- Or, tous ces défauts ne sont qu’apparents: les courants alternatifs peuvent rendre les mêmes services que les courants continus et bien d’autres encore qui tiennent à leur nature spéciale. Nous nous sommes proposé de traiter devant vous ces diverses questions, mais nous nous bornerons aujourd’hui aux généralités sur l’emploi de ces courants, à leur production et à leur application au transport de la force.
- PROPRIÉTÉS PARTICULIÈRES DES COURANTS ALTERNATIFS.
- i° Résistance apparente. — Nous savons que, dans les phénomènes de l’état électrique variable, l’intensité d’un courant n’est plus proportionnelle à la force électromotrice qui agit sur le circuit où il se développe. Si ce dernier n’a qu’une capacité négligeable, toutes les fois que la force électromotrice augmente, l’intensité du courant est plus petite que le voudrait la loi d'Ohm ; elle est plus grande, au contraire, si la force électromotrice diminue.
- En fait, si nous n’avions à considérer qu’un seul circuit, nous pourrions expliquer tous les phénomènes observés en attribuant une certaine masse à l’unité de quantité d’électricité. L’expérience nous montrant que la grandeur de cette masse devrait varier avec la nature du circuit, il serait absurde d’attribuer une signification physique à cette conception; mais il n’en est pas moins vrai que, si l’on considère un système déterminé, les choses sé passent, pendant toute la durée de l’état variable, comme si l’électricité était une substance douée d’inertie, la masse à attribuer à son unité de quantité ne dépendant que d’une fonction définie du mode de constitution de ce circuit et qui a reçu le nom de «coefficient de self-induction ».
- L’influence de cette inertie cesse d’être négligeable lorsque les variations de la force électromotrice deviennent rapides. Dans le cas où il s’établit un régime permanent, le seul dont nous ayons à nous préoccuper ici, M. Joubert a montré qu’il convenait, pour pouvoir appliquer encore la loi d’Ohm à la propagation des courants, de remplacer la résistance d’un circuit, qui est une grandeur physique, par une fonction de cette résistance R, du coefficient de self-induction Ldu circuit et de la période T de la force électromotrice qui agit sur ce circuit.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 125
- Au lieu de poser 1 — il convient de poser
- i
- sJ
- R2 +
- 4 u2
- T r
- M. Joubert adonné à la fonction
- le nom de résistance apparente. On l’a appelée aussi impédance.
- Lorsque la fréquence d’un courant alternatif devient grande et qu’il doit traverser un circuit ayant un grand coefficient de self-induction, il arrive que la résistance apparente de ce circuit devient extrêmement considérable par rapport à sa résistance réelle, et qu’il n’y a aucun rapport entre la force électromotrice que l’on doit faire agir sur lui, pour obtenir un effet utile déterminé, et celle qui serait suffisante s’il n’y avait pas de phénomènes de self-induction.
- G’est là un inconvénient des plus graves de l’emploi des courants alternatifs. En effet, l’avantage qu’ils présentent de s’accommoder facilement des plus hautes tensions serait illusoire si ces tensions devaient servir presque uniquement non à transmettre de l’énergie, mais à combattre des phénomènes d’inertie. D’un autre côté, la production des forces électromotrices nécessaires pour cela nécessiterait un matériel générateur des plus dispendieux.'
- 11 convient donc, dès le début d’une étude sur les courants alternatifs, de rechercher le moyen de combattre l’inertie apparente de l’électricité.
- Or, si nous avions à communiquer d’une manière permanente un mouvement oscillatoire à un corps quelconque, nous aurions à vaincre deux sortes de forces :
- i° Les forces d’amortissement tenant à la viscosité du milieu ambiant;
- 2° Les forces d’inertie, dont la grandeur dépendrait de la masse du corps, de l’amplitude et de la rapidité de ses oscillations.
- Bien que la présence de ces dernières forces n’entraîne aucune consommation d’énergie, elle nécessite qu’on applique au corps à mettre en mouvement des forces dont la grandeur soit le plus souvent beaucoup plus considérable que celles qui seraient nécessaires pour vaincre les seules forces d’amortissement.
- Mais nous pouvons remarquer que si, au lieu
- de laisser notre corps libre dans l’espace, nous le suspendons à un ressort dont l’autre extrémité soit encastrée, ce corps acquiert une période d’oscillation naturelle. Si cette période est précisément égale à celle du mouvement que nous voulons imprimer au corps, l’influence des phénomènes d’inertie devient nulle et nous n’avons plus qu’à lui appliquer des forces égales et de signes contraires aux forces d’amortissement.
- C’est qu’alors, chaque fois que la force vive du corps diminue, au lieu d’être restituée à la source de travail extérieure, elle s’emploie à bander le ressort, et, plus tard, c’est lui qui, en se détendant, rend au corps sa force vive.
- Dans ces conditions, la somme des deux énergies emmagasinées dans le corps sous forme cinétique et dans le ressort sous forme potentielle est constante : ces énergies ne font que se trans-
- ,--t=Ea 5/77 2 Ti(f--'P)...
- Circuit Condensateur
- Vig. i
- former l’une dans l’autre, et la source de trav^l extérieure n’a plus à intervenir.
- 11 y a donc lieu de voir si l’on ne pourrait pas employer un moyen analogue pour annuler les effets de la self-induction des circuits, autrement dit si l’on ne pourrait pas imaginer une sorte de ressort électrique.
- Or il est un appareil bien connu qui remplit exactement ce rôle; c’est le .condensateur. 11 suffit d’en intercaler un dans le circuit, soit en tension, soit en dérivation, entre ses bornes, pour que l’électricité qui s’y déplace ait, elle aussi, une période d’oscillation naturelle qui ne dépendra que de la self-induction du circuit et de la capacité du conducteur.
- Nous pourrons disposer de la capacité de ce condensateur de telle manière que cette période coïncide avec celle du courant alternatif que nous voulons déterminer et notre premier problème se trouvera résolu.
- Il faut remarquer que nous ne détruisons pas les phénomènes de self-induction. Le condensateur nous donne seulement un moyen économique de produire ies forces électromotrices énormes, nécessaires pour les vaincre, et de ne déve-
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- I2Ô
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- lopper sur les lignes de transmission que des tensions proportionnées à l’effet utile que l’on veut obtenir.
- En général, si l’on considère le système formé par un circuit de résistance R, de coefficient de self-induction L, et par un condensateur de capacités (fig. i), devant être parcouru par un courant de période T et si l’on veut que le coefficient de self-induction apparent du système soit nul, il faut faire
- J2
- *ŒS4«rL'
- Alors, la force électromotrice E que l’on doit développer entre les deux extrémités du système pour y faire passer un courant d’intensité 1 devient
- E = R I,
- tandis que la différence de potentiel aux bornes du circuit est
- H-' v/R’ +T? L''
- et celle maintenue entre les bornes du condensateur
- T <rr
- h =-----I ou h = L ;.
- 2 71 c r
- 2 77
- Si le terme -y L est grand par rapport à la résistance R, ce qui arrive presque toujours en pratique, les quantités H et h sont sensiblement égales et grandes par rapporta la force électromotrice E.
- M. Boucherot a montré dernièrement tout le parti qu’on pouvait tirer de ces propriétés pour arriver à un nouveau mode de transformation des courants alternatifs.
- Dans la plupart des cas, lorsqu’on se propose seulement d’annuler les effets de la self-induction d’un circuit, les grandes tensions ainsi développées pourraient présenter de graves inconvénients, mais rien n’est plus facile que de les rendre aussi petites que l’on voudra. 11 suffira de décomposer en plusieurs tronçons le circuit dont le coefficient deNself-induction est 1 et de relier ces divers tronçons par des condensateurs (fig. 2). La capacité totale de ces derniers devra être beaucoup plus considérable, mais l’énergie totale maxima qu’ils
- devront emmagasiner demeurera constante et égale à l- LI2. Or, le volume d’pne batterie de condensateurs et, par suite, son prix ne dépendent guère que de cette quantité d’énergie.
- Les condensateurs nous donnent donc un moyen simple de combattre les effets de la self-induction des circuits destinés à être parcourus par des courants alternatifs, et l’on peut les disposer de manière à ne développer de tensions dangereuses en aucun point de ces circuits.
- 20 Différences de phase. — Mais les effets de la self-induction ne contribuent pas seulement à augmenter la résistance apparente des circuits; ils amènent aussi une différence de phase entre les variations de l’intensité du courant qui traverse un circuit et celles de la force électromolrice qui détermine son passage.
- En général, si l’on considère un circuit de ré-
- Vig. -
- sistance R, de coefficient de self-induction L, et si l’on fait agir sur lui une force électromotrice
- E = E„sin 2 7t l’intensité 1 du courant qui le traversera aura pour expression
- I = A sin 2 tc
- (*-’)
- avec les conditions
- A =-
- J R2 + L*
- tnng 2 tc cf —
- 2 TC L
- T K'
- Ces résultats ont été indiqués pour la première fois par M. Joubert.
- Si, maintenant, nous coupons ce circuit par un condensateur de capacité c, les choses se passeront comme si son coefficient de self-induciion était devenu
- A = L
- T
- 4 K1 c
- En réglant convenablement la capacité c, nous
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- pourrons rendre à notré volonté le coefficient apparent A positif, nul ou négatif.
- .11 en résulte que l’emploi des condensateurs nous permet aussi de régler à notre volonté la différence de phases qui existe entre les variations de l’intensité d’un courant et celles de la force électromotrice qui le détermine.
- Nous pensons avoir suffisamment mis en évi-> dence, dans ce qui précède, l’importance du rôle que sont appelés à jouer les condensateurs dans les applications des courants alternatifs. Rappelons-nous, en effet, que les courants continus n’ont pu rendre les grands services que nous savons que du jour où M. Gramme est parvenu à vaincre les phénomènes de self-induction qui rendaient si difficile leur redressement. De même, nous croyons pouvoir dire que, du jour où l’on voudra alimenter avec des courants alternatifs des appareils ayant un grand coefficient de self-induction tels que des machines, l’emploi des condensateurs s’imposera d’une manière absolue.
- (A suivre.)
- Amorces électriques Jones Woodhouse et Rawson (1890).
- Ces amorces sont formées d’un fil de cuivre très mince obtenu par dépôt électrolytique suivant le procédé Elmore, puis étiré à froid, plus homo-
- \4aJ--
- RI—u
- /
- n
- Fig. 1
- l’organe de chauffage, est collée sur la plaque métallique à chauffer A par un émail infusible isolant, et qui ne se craquelle pas à la chaleur. Cet émail doit être appliqué à l’état plastique, puis fondu.
- Pour obtenir une adhérence parfaite, on recouvre le fer d’une première couche d’émail, sur la-
- Fig. 1 et 2.
- quelle on étale le conducteur chauffeur, que l’on recouvre d’une seconde couche d’émail. Ces plaques, une fois construites, peuvent se conserver indéfiniment en magasin, puis s’adapter à tel usage que l’on veut, à un fer à repasser, par exemple, comme l’indique la figure 2.
- Compteur Ferranti-Wright (1890).
- gène et plus solide que les fils de cuivre ordinaires, et plus conducteur que l’argent. Ce fil est disposé dans la rainure d’une pièce isolante C, en ébo-nite, armée de deux pinces métalliques AA', auxquelles le fil est fixé ou soudé en B B, et qui sont disposées de manière à pouvoir facilement s’attacher au bout de la fusée.
- Fers à. repasser électriques Carpenter.
- La particularité de cette invention consiste en | ce que la résistance électrique B, qui constitue |
- Cet appareil appartient au type des compteurs-moteurs, et l’objet principal de ses perfectionnements est de rendre ce genre de compteurs à la fois plus exact et plus sensible. On sait, qu’à cause du frottement des mécanismes et de leur tendance à compter trop à mesure que l’intensité du courant augmente, on a rencontré de très grandes difficultés dans la construction de compteurs de ce genre, capables à la fois de démarrer sous des courants très faibles et de conserver leur exactitude pour des intensités très supérieures j à celle nécessaire au démarrage. L’artifice em-| ployé pour y parvenir, et que l’on rencontre, par
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- LA lumière électrique
- exemple, dans le compteur de Wright de 1889, consiste essentiellement à entourer l’inducteur du moteur d’un enroulement supplémentaire traversé
- par un courant indépendant, que l’on peut régler par un rhéostat de manière à compenser par son action différentielle la tendance du compteur à
- Fig. 1 à 4. — Compteur Ferranti-Wright. Vue de face, vue de côté, coupe a b et cd. Fig. 5.— Schéma des circuits.
- tourner trop vite à mesure que l’intensité du courant à mesurer augmente, et à faciliter autant qu’on le veut son démarrage.
- Le principal perfectionnement apporté par
- M. Ferranti à ce genre de compteurs consiste, en principe, à compléter l’enroulement auxiliaire par l'addition d'un rhéostat automatique diminuant son action aussitôt après le démarrage du comp-
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- teur, de manière qu’elle se borne presque à ce qu’il faut pour surmonter seulement les résistances passives du compteur.
- Dans l’appareil représenté par les figures 1 à 5, on voit en A l'armature du compteur-moteur,
- Fig. s
- en C C ses inducteurs à pôles C' C' recourbés autour de A.
- Fig. 7
- Le courant à mesurer traverse les bobines CC entourées d’un enroulement auxiliaire ou shunt,
- Fig. 8
- indiqué par les pointillés D sur la figure 5, avec ses deux résistances GG'.
- Tant qu’il ne passe pas de courant en C C, l’armature élastique E E' reste appuyée par son élasticité sur le contact F, qu’elle abandonne au contraire dès qu’il passe un courant assez énergique pour la soulever.
- Le courant pénètre dans le compteur par les bornes H1 et le quitte par Ht et 1,. Les bornes 1 et b sont reliées par un conducteur J, auquel abou-
- Fig. 9
- tit l’une des extrémités du shunt, dont l’autre arrive en Hlf après avoir traversé les résistances GG',
- Fig. 10
- qui sont reliées par leur milieu, en K, à l’armature E'.
- Fig. 11.
- Tant que l’armature E fait contact en F, le courant du shunt passe par GE EF sans traverser la seconde résistance G', qu’il traverse au contraire, en diminuant d’autant son action sur le compteur,
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- dès que le courant à mesurer, et traversant C, acquiert une intensité suffisante pour rompre le contact en F.
- L’introduction de la résistance complémentaire G peut s'effectuer par une foule de procédés mécaniques, notamment (fig. 6) par l’action d’un régulateur à force centrifuge L, qui, dès que le compteur a atteint une certaine vitesse, rompt le
- Fig. 12.
- court circuit par contacta mercure de la première résistance S du shunt ST.
- Dans la disposition (fig. 7), c’est le vent même des ailettes C du compteur qui rompt ce court circuit, en repoussant la languette de contact H, et l’on peut rendre l’action du shunt plus sensible en faisant agir ce vent sur plusieurs languettes A, B, C (fig. 8) de rigidité différente et introduisant
- r~-
- Fig. 13. — Détail des ailettes.
- successivement différentes résistances A’, B', C', à mesure que la vitesse du compteur augmente.
- On peut aussi, comme l’indique la figure 9, régulariser le shunt sans aucun mécanisme de contact. Dans ce dispositif, on a représenté en C un petit transformateur, dont le primaire à fils fins est relié aux pôles du circuit, dont le secondaire est en série sur les shunt des électros M du compteur, et dont l’armature élastique A complète plus ou moins le circuit magnétique, diminue ou augmente le courant induit dans le secondaire C, suivant qu’elle est plus ou moins attirée par M.
- . La figure 10 représente l’application de ce prin-
- cipe à un compteur alternatif du genre Borel. Lé disque métallique A tourne entre deux pôles CC des bobines D, qui se rapprochent ou s’écartent de A, augmentent ou diminuent leur action sur le compteur, suivant qu’augmente ou diminue l’attraction des électros E, traversés aussi par le courant à mesurer.
- Pour appliquer le principe de régularisation aux compteurs alternatifs Shallemberger, il suffit de faire varier (fig. 1), par l’attraction de l’électro F sur une armature E, l'inclinaison du secondaire C sur les bobines primaires DD. L’induction en C et l’action de C sur le disque-compteur A augmentent d’autant plus que F attire davantage E.
- On peut enfin, comme l’indique la figure 12, actionner par les bobines D un barreau E, qui en augmente l’induction à mesure qu’il se rapproche davantage de leurs pôles malgré les ressorts F F.
- Les ailettes en mica C (fig. 1), destinées à régulariser la rotation du compteur sont disposées de manière à présenter à l’air des surfaces d’autant plus réduites que leur vitesse s'accélère. Elles sont, à cet effet, menées non pas directement, mais par des languettes D (fig. 13) qui cèdent et s’ouvrent à mesure que la vitesse augmente, sous l’influence combinée de la résistance de l'air et de la force centrifuge des petites masses E,
- G. R.
- La lampe de sûreté pour les mines. — Système Pollak.
- 11 serait superflu d’insister ici sur les avantages que présente l’électricité sur tous les autres genres d’éclairage dans les mines.
- 11 suffit de dire quelle seule, pourproduire la lumière, n’a besoin ni d’air ni d’aucun élément comburant, partant susceptible de déterminer l’explosion dans l’atmosphère grisouteuse. Cependant cet avantage inappréciable n’a pas été suffisamment utilisé; les inventeurs de lampes électriques de sûreté l’ont pour ainsi dire amoindri en ayant recours, au bout du compte, à des artifices de fermeture, pour assurer à leur système le bénéfice de la sécurité, tout comme les inventeurs de lampes à huile. Quant à ces derniers, il n’y a rien à leur reprocher; il leur est matériellement impossible d’atteindre la sécurité autrement que par une fermeture plus ou moins inviolable. 11 est évident qu’en cas de bris du tamis protecteur et du verre,
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- la flamme mise à nu présente le même danger que si la fermeture n’existait pas, toute parfaite qu’elle puisse être; mais ce sont là des inconvénients inhérents à la nature des choses.
- Si l’on considère la lumière électrique, la question est tout autre. En effet, sous quelle forme peut-elle être utilisée dans les mines? Sous forme de petites lampes à incandescence, brillant dans le vide, c’est-à-dire séparées de l’atmosphère ambiante par un verre et s’éteignant inévitablement par la rupture du courant. Donc la source lumineuse elle-même est impuissante à amener l’explosion; mais il n’en est pas de même des effets du courant qui l’alimente, puisque la fermeture du courant, sa rupture, ainsi que l’allumage et l’ex-
- Fig. i. — Lampe pour mineurs, système Pollak ; Vue d’ensemble.
- en forme de vis. Une aiguille et une fourche constituent les parties volantés de l’appareil.
- La boîte A possède deux cellules formées par une cloison en ébonite et faisant le service de vases pour les accumulateurs système Pollak, disposés d’une façon déterminée.
- La boîte est fermée par le couvercle L; entre les bords de celle-ci et le couvercle se trouve interposée une feuille de caoutchouc qui forme une espèce de coussinet élastique dont on comprendra tout à l’heure la fonction; il assure aussi l’étanchéité parfaite à la fermeture.
- tinction de la lampe peuvent produire des étincelles dans des circonstances données et par suite déterminer aussi, même plus facilement que la flamme, la combustion du mélange grisouteux.
- Rendre impossible la production des étincelles au dehors du système, voilà le seul moyen d’assurer à une lampe électrique de mines le bénéfice de la sécurité absolue. Cette qualité a été réalisée par M. Charles Pollak dans son nouveau système de lampe de mineur, présenté à l’Académie des Sciences, en 1890.
- Cette lampe dont les figures 1 à 6 montrent les dispositions générales, offre d’autres avantages que l’on comprendra mieux par sa description détaillée.
- Le système se compose des parties suivantes : d'une boîte rectangulaire en ébonite A, d’un couvercle L en ébonite également, d’une petite lampe à incandescence b, du chapiteau C et d’un plateau P surmonté de trois tiges métalliques terminées
- Fig. 2. — Coupe.
- Le couvercle est la partie essentielle du système ; c’est dans la masse même de l’ébonite dont il est fait que se produisent la fermeture et la rupture du courant pendant l’allumage de la lampe et pendant la charge des accumulateurs; c’est lui qui contient toutes les pièces métalliques indispensables pour faire les contacts électriques.
- De deux côtés du centre du couvercle sont enfoncés jusqu’à une certaine profondeur deux tu bes métalliques a a' qui resserrent les pieds d’une lampe à incandescence b; un peu plus loin du centre, de deux côtés également, deux tiges métalliques cc' verticales percent le couvercle d’outre en outre; à leurs extrémités inférieures, ils portent deux contacts en platine qui viennent s’appliquer sur les pôles N S des accumulateurs, également en platine. A leurs extrémités supérieures on a soudé deux ressorts dd' en forme de quart
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- de cercle. Ces ressorts portent à leurs extrémités libres deux pointe; métalliques qui entrent dans deux canaux verticaux f f creusés jusqu’à une certaine profondeur dans le couvercle. Le ressort d'seul est relié métalliquement avec l'un des pieds de la lampe, la mettant ainsi en communication électrique avec le pôle des accumulateurs, si le couvercle est serré contre la boîte. Lorsque nous aurons indiqué encore deux canaux horizontaux parallèles, mais d’inégale longueur, g g', nous aurons terminé la description du couvercle. Le canal g aboutit sous le tube a, resserrant un pied de la lampe, le canal g'' s’arrête vers la moitié du chemin parcouru par le canal g'. Tous les deux communiquent dans leur parcours avec les pointes tf des ressorts.
- Un cylindre o en verre épais et résistant s’applique dans une rainure circulaire du couvercle sur
- -
- f Vp f cg J
- Fig. 3 à S. — Détails.
- une bande du caoutchouc; il recouvre donc la lampe.
- Pour monter le système, on pose sur le plateau P la boîte avec son couvercle, sa lampe et le cylindre en verre. Pour serrer le couvercle contre la boîte, on visse le chapiteau à l’aide des écrous sur les vis des tiges. On peut passer, si l'on veut, dans les œillères pratiquées'au-dessus des écrous, un lil que l’on tire à l’aide d’un crochet quelconque.
- Cette dernière précaution est superflue, comme nous allons le voir par le jeu de l’appareil.
- L’allumage de la lampe.
- Pour allumer la lampe, on enfonce l’aiguille dabs le canal g, qui est le plus long; elle vient buter contre le tube tf resserrant un pied de la lampe; et comme l’autre pied se trouve en communication permanente avec l’un des pôles des accumu-
- lateurs renfermés dans la boîte, la lampe se trouve mise ainsi dans le circuit du courant, qui suit un chemin facile à établir d’après la gravure.
- La charge des accumulateurs.
- La charge des accumulateurs fait ressortir un autre avantage de cette lampe, c’est la facilité de la manier. Ainsi, pour la charger, pas besoin de la dévisser ni même de l’enlever; le tout reste tel qu’avant. On n’a qu’à retirer l’aiguille et à la remplacer par une fourche que l’on enfonce dans les canaux g et g' ; ce dernier étant plus court ne permet pas à la fourche d’arriver jusqu’au pied de la lampe et exclut celle-ci du courant. Aucun danger donc de brûler la lampe par inadvertance avec le courant de charge.
- La main-d’œuvre se trouve ainsi notablement réduite, puisqu’on peut charger des milliers de lampes après avoir remplacé les aiguilles par les fourches et relié les fourches extrêmes avec la machine dynamo.
- Pour l’entretien de la lampe, il suffit de rajouter du liquide excitateur tous les 15 jours environ.
- La lampe à incandescence est alimentée par les accumulateurs Pollak; grâce à cette source si constante la lumière aussi est d’une constance absolue.
- La lumière éclaire dans tous les sens, puisque la lampe surmonte la boîte, et en cela elle présente une supériorité sur d’autres systèmes actuellement connus de lampes électriques, qui n'envoient de lumière que dans un seul sens, inconvénient très gênant pour les ouvriers.
- 11 existe actuellement deux modèles de lampe Pollak: celui d’un poids de 1800 grammes donne de 10 à 12 heures de lumière de l’intensité d’une bougie environ ; c’est même plus que suffisant, vu la force de lumière en usage et qui lui est inférieure. Le modèle le plus grand, d’un poids de 2, 300 kilos environ, donne de 15 â 16 heures de lumière.
- La charge s’effectue par un courant de 0,8 à 1 ampère pendant 6 à 8 heures.
- (h Voiries Comptes rendus du 17 mars 1890 et. La Lumière Electrique, t. XXXVI, p. 141. La courbe de décharge de ces accumulateurs est presque une ligne droite qui s’infléchit brusquement vers la fin de. la décharge.
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- La simplicité de construction de la lampe Pollak permet de la livrer à un prix relativement réduit.
- Et maintenant, pour terminer, revenons aux conditions de sécurité de cette lampe. Nous avons vu que tous les contacts électriques sont ou bien noyés dans le corps du couvercle en ébonite ou bien se trouvent dans la boîte. De là vient l’impossibilité de produire l’étincelle à l’extérieur de la lampe.
- Vient-on à dévisser le chapiteau ? Le coussinet en caoutchouc fait rebondir le couvercle et le contact entre les accumulateurs et la lampe est interrompu : elle s’éteint. La rupture du courant, même si elle pouvait engendrer l’étincelle dans les circonstances données, c’est-à-dire en présence de contacts humides et sous une pression électrique de quelques volts, produirait une étincelle dans l’intérieur même de la boîte, donc sans danger d’explosion. Pareille chose a lieu dans le cas de l’allumage et de l’extinction de la lampe.
- Vient-on à briser le cylindre protecteur ? La pression qu’il exerce sur le couvercle est encore annulée et la continuité électrique est interrompue.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Quatrième et cinquième notes sur les observations des coups de foudre en Belgique, par MM. Evrard et Lambotte.
- La Lumière Electrique a reproduit ou résumé les trois premières notes que M. Evrard, ingénieur en chef des télégraphes belges, a publiées sur les observations des coups de foudre en Belgique.
- Nous sommes en retard pour résumer les quatrième et cinquième notes, et ce retard peut paraître d’autant moins justifié que ces notes annuelles, en résumant les travaux faits pendant l’année sur cette question si imporrante des manifestations de l’électricité atmosphérique, offrent le plus vif intérêt.
- La statistique complète relative à la Belgique que renferme chacune de ces notes est aussi très intéressante, et cet intérêt ne fera qu’augmenter
- à mesure que ces statistiques porteront sur un nombre d’années plus considérable.
- Nous résumerons les faits les plus intéressants de ces deux notes, en omettant tous ceux dont il a déjà été fait mention dans La Lumière Electrique.
- Formation des orages.
- Disons d’abord deux mots de la formation des orages, qu’un article de M. Hann, directeur de l’Institut météorologiquede Vienne, exposecomme suit :
- 11 arrive rarement, tout au moins dans nos latitudes, qu’un orage se déclare alors que le ciel est resté depuis longtemps couvert; parfois, cependant, après une journée de pluie persistante, on a observé des coups de tonnerre et des éclairs en même temps que l’arrivée des nuages orageux. On a même noté des circonstances où un orage s’est déclaré au milieu d’une brume épaisse, aussi bien au bord de la mer qu’à l’intérieur des terres: certains observateurs prétendent que c’est une circonstance favorable à la production de l’électricité atmosphérique.
- Ainsi, le 31 août 1877, un violent orage de ce genre a parcouru le nord de l’Allemagne précédé par un brouillard épais.
- Très souvent un orage marque la ûn d’une période plus ou moins longue de beau temps. C’est alors que l’on peut le mieux observer l’approche et la formation des nuages orageux, surtout si l’on se trouve en pays de montagnes, à une certaine hauteur au-dessus de l’horizon de la plaine; naturellement, en plaine, les observations sont plus difficiles. Le signe le plus caractéristique de l’orage qui monte dans le ciel est, sans aucun doute, la bande de cyrrhus.
- Du côté de l’horizon qui paraît le plus noir avant l’apparition de l’orage lui-même s’avance lentement un épais voile de cyrrhus aux bords frangés, qui s’élève à une assez grande hauteur dans le ciel avant l’apparilion des masses orageuses qui le suivent.
- Ces masses, siège proprement dit des phénomènes électriques, sont souvent très sombres, ont une forme et des couleurs caractéristiques : "parfois aussi, la première partie de ces masses forme, par l’effet de la perspective, un arc de nuages bien détaché du reste et qui est le plus souvent l’indice
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- du grain violent, accompagné de grêle et de vent, qui va surgir.
- Sous l’arc noir nuageux, l’on distingue une sorte de voile plus clair, qui n’est autre chose que la nappe de pluie tombant des nues. Dans certains cas, cette nappe de pluie est recouverte d’une sorte de rideau mobile de nuées flottantes, descendant sous forme de draperies .de l’arc nuageux sombre. C’est là, d’après M. Hann, le signe certain d’un grain violent.
- La couleur que prennent les cumulus ou cu-mulo-stratus qui forment la masse orageuse est ordinairement grisâtre, tirant sur le bleu ou le jaune sale. Quant au rideau auquel nous faisions allusion tout à l’heure, il a des teintes plus vives: blanches, jaunâtres, ou même rosées.
- L’étude des éclairs a prouvé que l’on peut encore aujourd’hui les ranger selon la classification qu’avait adoptée Arago.
- Les éclairs en zigzag ne consistent pas, et c’est là une connaissance que nous devons à la photographie, en une seule trace lumineuse, mais en plusieurs séparées par des lignes obscures. Les changements de direction ne se font pas sous des angles aigus, mais plutôt en lignes courbes.
- Enfin, les éclairs sans divisions, formés d’un trait unique, sont l'exception. Les éclairs de surface offrent l’aspect d’une mer de feu visible à travers les nuages; suivant M. Hæpke, qui les a étudiés au point de vue spectroscopique, ils diffèrent des éclairs en zigzag. Les éclairs en boule ont, comme on le sait, été fort bien étudiés par M. Planté, qui est parvenu à reproduire en petit un phénomène semblable.
- Néanmoins, il y a encore beaucoup à étudier dans cette voie. Les éclairs en étincelles ou en chapelet sont une forme de passage de la première espèce d’éclairs à la troisième; dans ce cas, on voit le rayon fulgurant tout entier se résoudre en une multitude d’étincelles éclatantes, ou un éclair en zigzag se terminer de même. Dans ces circonstances, il y a ordinairement chute de la foudre.
- Les couleurs offertes par les éclairs sont le violet, parfois teinté de bleu; mais ordinairement ils sont d’un blanc aveuglant.
- Les éclairs de chaleur que l’on observe près de Khorizon doivent en général être attribués aux manifestations électriques d’orages qui ont leur siège sous cet horizon. C'est ainsi que M. Bezold signale des éclairs encore visibles à 250 kilomètres du lieu où ils se produisent. Cependant, on
- en a observé au zénith : dans ce cas, on ne peut que songer à les rapprocher du phénomène électrique appelé feu Saint-EIme ou encore admettre la formation d’un orage à une hauteur telle dans l’atmosphère, que le bruit du tonnerre n’arrive plus jusqu’à nous.
- Notons encore, comme particularités intéressantes, les nuages brillant d’une lueur propre que l’on a souvent observés pendant les orages, et même en leur absence complète : ces nuages ont été aperçus à de grandes comme à de faibles altitudes. Cet éclairement, au lieu d’être limité à un nuage, peut aussi s'étendre à toute une région du ciel.
- Quant aux phénomènes lumineux observés sur des objets terrestres, il faut ou les ranger dans la classe des lueurs analogues aux aurores polaires, ou les rapprocher du feu Saint-Elme.
- Phénomènes météorologiques accompagnant les orages.
- M. Lancaster a fait une étude très approfondie des orages en Belgique (Ciel et Terre du 1e1' juillet 1888) à laquelle nous empruntons les renseignements suivants, qui ont un caractère non seulement météorologique, mais assez spécial pour être mentionnés dans cette revue.
- L’origine des orages est étroitement liée aux courants verticaux qui se produisent en été dans l’atmosphère et qui, en amenant la condensation de la vapeur d’eau que les colonnes d’air ascendantes entraînent avec elles, donnent lieu à un abaissement du baromètre, autrement dit, à une faible dépression.
- Si les courants ont été assez énergiques et si la masse aérienne est calme, la dépression pourra s’accentuer et les météores qui en dépendent — éclairs, tonnerre, pluie, grêle,— se produire. L’ensemble du phénomène orageux suivra le mouvement général de l’atmosphère et subsistera aussi longtemps que les circonstances propres à son renouvellement immédiat seront favorables.
- La prévision des dépressions orageuses est souvent chose fort aisée, puisqu’on connaît leur vitesse habituelle de translation et la route qu’elles auront à parcourir, route généralement dirigée du S.-O. au N.-E. dans la majorité des cas.
- Chaque fois que des orages éclatent sur une localité, c’est qu’elle se trouve sous l’influence d’une dépression dont le centre est plus ou moins
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- éloigné. En été, c’est-à-dire pendant les mois de juin à août, dès qu’un centre de dépression apparaît sur les îles Britanniques ou dans leur voisinage, on peut annoncer avec un grand degré de probabilité que des phénomènes orageux éclateront en Belgique.
- Le régime anticyclonique, caractérisé, comme on sait, par de hautes pressions barométriques, est absolument défavorable à la formation des orages.
- Sur ioo jours où le régime est anticyclonique pendant les mois chauds, 83 ne donnent aucun orage, et ceux qui éclatent pendant les autres sont ou tout à fait locaux ou limités aux parties montagneuses du pays — aux provinces de Liège, de Luxembourg et de Namur.
- Ces derniers orages forment une classe extrêmement distincte de ceux auxquels donne naissance le passage des dépressions, par les belles et chaudes journées de l’été ; les couches atmosphériques inférieures des régions accidentées sont le siège de courants ascendants et descendants énergiques, courants qui par l’antagonisme de leurs directions et les conditions différentes de température, d’humidité, etc. propres à chacun d’eux, provoquent aisément des manifestations orageuses, mais parviennent rarement à rendre celles-ci quelque peu intenses ou étendues; l’orage se dissipe peu de temps après sa formation et il laisse, en général, de faibles traces de son existence. Ce genre d’orages est commun dans tous les pays de montagnes.
- La direction générale des orages en Belgique est celle de l’air autour d’un minimum barométrique, soit celle du S.-O. au N.-E. Quant à la vitesse elle est de 40 à 50 kilomètres à l’heure; elle peut atteindre, dans certains cas, 75 kilomètres, dans d’autres 25 seulement.
- Quant aux chutes d’eau qui accompagnent les orages, ce sont des phénomènes tout à fait locaux. Le même orage versera de grandes quantités d’eau en certains points de son parcours et très peu ou point du tout en d’autres. C’est une preuve que l’orage se reforme constamment et qu'il se manifeste différemment suivant les circonstances atmosphériques qu’il rencontre.
- M. Lancaster a trouvé les résultats suivants relatifs à la température des jours d’orage.
- i° Les jours à orage violent ont une température moyenne de y 2 supérieure à la valeur normale;
- 20 Les jours à orage fort dépassent, comme température moyenne, de 30 la valeur normale;
- 3° Les jours d’orage en général dépassent cette même valeur de i0,».
- Ces chiffres montrent que plus la température dépasse la valeur normale un jour d’orage, plus les manifestations électriques ont d’intensité. En juillet, il faut une moindre différence de température que dans les autres mois pour favoriser la production d’orages; juin, par contre, est l’époque où l’écart avec la normale est le plus considérable, mais c’est aussi le mois où les orages ont généralement le plus d’intensité.
- Pendant les orages, la température baisse parfois rapidement sous l’effet des pluies qui les accompagnent. Au moment où la première averse tombe, il n’est pas rare de voir le thermomètre descendre de plusieurs degrés en quelques minutes. D’une manière générale, on constate des refroidissements brusques à raison de i° par 10 minutes. Dans les conditions ordinaires, il faut deux heures à peu près, en été, pour que la température diminue de 1° après l’instant du maximum.
- Fréquence des orages.
- Quant à la fréquence horaire des orages, on a constaté à Bruxelles que le plus grand nombre des orages éclatent entre 3 et 4 heures de l’après-midi, soit peu de temps après le passage du thermomètre à son point maximum, qui a lieu en moyenne vers 2 h. 15; on observe par contre le moins d’orages entre 5 et 6 heures du matin, instant du minimum diurne des températures.
- La fréquence des orages pour chaque jour de l’année a été déterminée ainsi pour la Belgique. Les jours qui offrent les plus grandes probabilités d’orages sont: le 16 août, le.26 juillet, le 28 mai et le 6 août.
- Si l’on considère des périodes de deux ou plusieurs jours, les plus menacées sont:
- Périodes de 2 jours.... K 26-27 juillet. ( 16-17 août.
- » 3 » 26-28 juillet.
- » 3 » 24-28 »
- » 8 » 2-9 août.
- » 15 » 2-16 »
- Le maximum absolu de fréquence arrive, conii
- on voit, dans la première quinzaine d’août. Pour un intervalle plus long que quinze jours, c’est la période allant du 21 juillet au 16 août qui est la plus riche en manifestations orageuses; le quart
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- des orages d’une année sévissent dans cet intervalle de moins d'un mois. Après le 16 août, le nombre de jours d’orage diminue rapidement.
- On n’a jamais entendu gronder le tonnerre dans la période de seize jours comprise entre le 21 décembre et le 5 janvier.
- On appelle période orageuse la succession de deux ou plusieurs jours marqués .par des phénomènes électriques.
- On sait que ces périodes deviennent de plus en plus fréquentes et étendues à mesure qu’on se rapproche de l’équateur. A Bruxelles, pour un intervalle de quarante-six années, on en compte 168, dont 133 de deux jours, 25 de trois jours et 10 de quatre jours.
- 11 est très rare, comme on voit, qu’on entende le tonnerre quatre jours de suite.
- A Arendonck (province d’Anvers), on a noté une période de cinq jours en juin 1874, avec neuf ' orages. A Louvain, la même année, une période de six jours en mai. A Liège, en août 1870, une autre période de six jours.
- La moyenne annuelle des jours d’orage en Belgique est de vingt environ; cependant, il arrive assez souvent que certaines stations comptent plus de trente jours de tonnerre par an. A Somer-gem, on en a noté quarante-cinq en 1872 et qua-rante-et-un en 1878.
- Bruit du tonnerre.
- La question du bruit et du roulement du tonne! re est loin d’être élucidée. On attribue généralement le bruit du tonnerre à la brusque extension de l’air résultant de son échaufifement et de son ébranlement mécanique. Mais, quelle est l’origine du mouvement vibratoire qui produit le bruit du tonnerre? Est-elle physique ou mécanique?
- Pour bien montrer qu’elle peut être simplement mécanique, il suffit de rappeler des expériences bien connues qui servent à démontrer cette propriété de la décharge, surtout dans les corps solides : les perce-verre, perce-carte, etc., et un grand nombre d’exemples tirés des chutes de foudre observées. Ces exemples s’appliquent, il est vrai, à des corps solides et résistants, mais il est certain que pour les gaz, il en est de même; l’expérience du vent électrique n’est en somme pas autre chose en petit.
- La physique nous apprend que le son est le produit du mouvement vibratoire d’un corps.
- Occupons-nous ici d’un gaz. Pour qu’il y ait son, il est nécessaire que les diverses couches de gaz s’écartent de leurs positions d’équilibre et puis y reviennent par le fait de leur élasticité. On peut se demander si, dans l’hypothèse où l’écartement premier est dû à un échauffement de la couche gazeuse, la couche dilatée pourra revenir dans sa position primitive assez rapidement pour entrer en mouvement vibratoire. Quelques physiciens répondent négativement à cette question. Pour eux, le mouvement vibratoire est impossible pour cette seule cause; aussi, tendent-ils à voir dans le bruit du tonnerre le résultat d’un ébranlement mécanique et non d’un ébranlement thermique.
- Les météorites se meuvent avec une grande vitesse qui atteint en moyenne 50 kilomètres par seconde et chauffent considérablement les couches d’air qu’elles traversent ; elles sont donc dans les conditions favorables à la production d’un bruit comme celui du tonnerre, si l’on suppose que ce bruit est dû à la dilatation subite de l’air par la chaleur, et cependant l’expérience nous montre que rien de semblable ne se passe. 11 faut donc en revenir à l’ébranlement mécanique.
- Ce premier point éclairci, il reste à interpréter ce que l’on nomme les roulements du tonnerre.
- Remarquons que l’ébranlement mécanique n’est point limité à un point de l’atmosphère, mais qu’il est composé plutôt d’un grand nombre de petits ébranlements partiels se prolongeant sur une distance très considérable et se succédant avec une énorme rapidité, presque infinie relativement à la vitesse du son. On conçoit, dès lors, que les divers centres d’ébranlement soient les points de départ de sons successifs qui arrivent l’un après l’autre à l’oreille de l’observateur et ne commencent même à se faire entendre que bien longtemps après que l’œil a perçu l’éclair. On peut aussi attribuer à la réflexion du son sur les masses nuageuses un certain rôle dans la production du tonnerre. (A suivre.)
- Sur un récepteur téléphonique de dimensions et de poids réduits, dit « hitéléphone, » par M. E. Mercadier Ç1).
- A la suite de mes recherches sur les effets téléphoniques, notamment de celles dont les résultats ont été publiés, j’ai été conduit aux conclusions
- () Comptes rendus, t. CX11, p. 1416.
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- suivantes : Dans un téléphone qui doit servir de récepteur, il est possible d’obtenir à la fois la netteté dans la reproduction des inflexions variées de la parole articulée, et l'intensité nécessaire pour tous les usages du téléphone. Pour cela, il suffit :
- l° De donner au diaphragme du téléphone l'épaisseur juste suffisante pour absorber toutes les lignes de force du champ de son aimant;
- 2° De diminuer le diamètre jusqu’à ce que le son fondamental et les harmoniques du diaphragme encastrés soient plus aigus que ceux de la voix humaine, c’est-à-dire plus aigus que 1 ’ut5.
- On reconnaît, en outre, qu’en satisfaisant à ces deux conditions, on peut obtenir, avec des téléphones à champ magnétique très faible, des résultats comparables en intensité et supérieurs en netteté à ceux qu’on obtient avec des appareils à champs beaucoup plus intenses, et qui, par conséquent, ont un poids et un volume beaucoup plus considérables.
- On conçoit dès lors qu’on puisse d’une part prendre des aimants très petits à deux branches ou même à une seule, comme ceux des téléphones Bell primitifs, et, par suite, des bobines très petites, ce qui permet de réduire dans la proportion de i à 1/4 le poids de cette partie du téléphone; d’autre part, réduire, comme on l’a indiqué ci-dessus, l’épaisseur et surtout le diamètre du diaphragme, d'où résulte d’abord une diminution du volume de la boîte où il est encastré, et, secondement, par suite de la minceur de ce diaphragme, la possibilité de l’encastrer solidement, tout en remplaçant les boîtes métalliques par des boîtes en ébonite, ce qui diminue encore considérablement le poids total de l’appareil.
- Ayant eu besoin d’employer, dans certaines recherches d’électricité, des téléphones pouvant servir de galvanoscopes très sensibles, j’ai songé à utiliser les résultats précédents pour construire un téléphone très léger, pouvant rester fixé aux oreilles pendant des journées entières sans fatigue pour l’opérateur, et laissant les deux mains constamment libres.
- J’ai réalisé plusieurs types d’instruments de ce genre, en employant des téléphones à un ou à deux pôles, réunis par un ressort en fil d’acier de 2 millimètres de diamètre, V, comme l’indique la figure ci-contre qui représente, réduit au quart de sa grandeur, l’un de ces appareils auxquels j’ai donné, le nom de bitéléphones. La boîte est en ébonite, le couvercle est terminé par des ajutages re-
- couverts d’embouls en caoutchouc tt, qui peuvent être retirés et changés à volonté (chaque opérateur ayant les siens pour son usage personnel) et qui pénétrèrent à l’intérieur des oreilles par suite d’une faible torsion d’arrière en avant opérée préalable-/ ment sur le ressort, lis s’appuient ainsi sur le conduit auditif, et une légère pression du ressort V qui passe sous le menton de l’opérateur, réglée par lui en écartant plus ou moins les deux branches du V, maintient les deux téléphones contre les oreilles. Ceux-ci ne pesant que 50 grammes (alors que les téléphones ordinaires pèsent envi ron 400 grammes), et ne dépassant pas 3 à 4 cen-
- Fig. 1
- timètres de diamètre, ne produisent pas de fatigue, ni même de gêne, au bout de quelques minutes d’usage.
- Le ressort en acier peut servir à relier électriquement deux des quatre bouts des bobines, de sorte qu’il suffit de deux cordons pour relier l’instrument aux appareils pour lesquels il doit servir. Ce ressort peut d’ailleurs être aimanté et contribuer à renforcer ou à maintenir l’aimantation des aimants des téléphones. Il peut, par suite, jouer un triple rôle : mécanique, électrique et magnétique.
- Les bitéléphones, imaginés ainsi pour un usage scientifique, ont été essayés comme récepteurs avec les microphones transmetteurs ordinaires sur des réseaux téléphoniques, notamment sur des lignes souterraines de 50 à 75 kilomètres de longueur, sur une ligne de Soo kilomètres, sur la ligne récemment construite de Paris à Londres; ils ont donné de bons résultats qui les ont fait accepter parmi les appareils dont l’emploi est autorisé par l’État dans les réseaux téléphoniques.
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- Cet instrument s’adapte à tous les systèmes de transmetteurs téléphoniques en usage; il peutêtre utilisé par les personnes, si nombreuses, qui, possédant un poste téléphonique, ont besoin, soit de prendre des notes pendant qu’elles transmettent ou reçoivent des messages téléphonés, soit même de les écrire intégralement.
- Kmploi de la balance d’induction avec un disjoncteur et un galvanomètre, par M. J. Berg-mann
- i. En se servant delà balance d'induction avecun disjoncteur et un galvanomètre, on évite l’emploi d’un inducteur spécial et on obtient une sensibilité beaucoup plus grande que celle que donne l’électrodynamomètre.
- Le disjoncteur est un trembleur ordinaire, à tige horizontale; cette tige porte à une de ses extrémités deux fils de platine isolés qui viennent plonger périodiquement dans les godets contenant du mercure; par l’intermédiaire d’un des godets se ferme le circuit principal, par l’autre le circuit secondaire. On vérifie que les communications sont établies correctement au moyen du téléphone; si l’on n’arrive pas rapidement en faisant varier la distance d’une des paires de bobines au minimum de bruit, il faut changer les fils pour une des bobines. Pour terminer le réglage, on substitue le galvanomètre au téléphone. On a alors beaucoup plus de précision qu’avec l’élec-trodynamomètre.
- 11 faut ensuite régler l’époque des fermetures et des ruptures de courant de façon à avoir la sensibilité maxima; cette époque est déterminée par là variation, avec le temps, de la décharge d’induction. Les deux godets à mercure sont portés par une vis, qui permet de les déplacer sans interrompre la marche de l’appareil. Voici les valeurs de la déviation obtenues, lorsque, plaçant une lame de cuivre de 0,2 mm. d’épaisseur entre deux des bobines, on faisait varier la hauteur du godet de mercure placé dans le circuit secondaire. Les chiffres placés dans la première colonne expriment, en dixièmes de la division tracée par la tête de la vis, la distance des deux niveaux de mercure.
- TABLEAU !
- Position de lu surface du mercure Déviation Position do la surfuco du mercure Déviation
- 0 + 107 12 180
- 2 + "3 '4 + 188
- 4 + 119 16 + >94
- 6 + 143 l8 + 192
- 8 -j- 160 20 + '52
- 10 + >7' 20 '7
- 2. L’auteur a déterminé la conductibilité électrique des métaux suivants : cuivre, zinc, étain et plomb, puis du laiton, en prenant pour unité celle du mercure à o°. Les mesures ont été faites sur des disques de 85 millimètres de diamètre coupés dans des plaques laminées.
- On opérait par compensation; on se servait comme compensateur de feuilles d’étain circulaires qui avaient également 85 millimètres de diamètre. On avait plusieurs paquets, deux de 10, un de 20, un de 50, enfermés dans du papier et on s’en servait comme des poids marqués dans une balance ordinaire. Pour les tarer on prenait comme étalon l'un des paquets de 10, dont on représentait la valeur par ce nombre et on la comparait aux autres; on a trouvé ainsi
- Paquet........ (io') (io) (20) (50)
- Valeur........ 10 9,9 19,7 49,7
- On déterminait par interpolation les quantités inférieures à 10.
- Pour opérer on faisait deux déterminations successives en permutant la position des feuilles d’étain et du métal étudié. Pour le mercure on employait des vases de verre dans lesquels le métal formait des couches de 85 millimètres de diamètre.
- On a étudié en tout 17 plaques : ces plaques ayant le même diamètre et étant placées symétriquement par rapport aux bobines, les coefficients d’induction (Induclionswerthe) obtenus sont dans certaines limites proportionnels à l’épaisseur et à la conductibilité. En divisant ces nombre par Bon obtient des quantités proportionnelles à la conductibilité.
- Le tableau II contient les coefficients d’induction 1, les épaisseurs 0 des plaques et les coefficients ramenés à l’unité d’épaisseur^. Ces dernières valeurs sont constantes pour un même
- (1) M/iedemann’s Annal en, janvier 1S91,
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- métal, conformément à ce qu'on a dit plus haut. Les diverses lames sont indiquées par les lettres A, B, C, D.
- TABLEAU II
- Jmmo I 8 1/8 Laine 1 Ô 1/8
- on nini. <$n mm.
- Cui' >re. Plot ib.
- A 53,8 0,094 ^72,4 A 24,0 0,484 49,6
- B 50,3 0, OC) 1 57> ,6 B 50,0 1,016 49,2
- C .... 72,0 1,446 49,8
- Ztnc.
- A >°7,3 0,648 165,6 Etain.
- B C .... 107,4 iqo,6 0,648 1,156 165,7 164^0 A 66,9 0,458 146,1
- B 67,5 0,461 140,4
- Étain. c.... 140,0 1,01 I >39,5
- A..... 39,9 °,5>3 77,s Mercure.
- B 83,5 1,0 36 79,0
- C .... 122,7 ',523 80,6 A 60,19 5,5 10,94
- D .... 32,0 0,403 79,4 B III j 12 10,5 IO>79
- L’expérience a prouvé qu’en mettant entre les deux couples de bobines plusieurs lames de nature quelconque on obtenait encore l’équilibre lorsque la somme des produits 7.3 était la même des deux côtés.
- En rapportant au mercure on trouve, comme valeur de I,
- Pour le cuivre.......................... 56,457
- — zinc............................. >6,045
- — étain.......................... 7,789
- — plomb............................. 4,87 3
- Ces nombres se trouvent compris entre ceux de Benoit et de Matthiesen et van Bosc.
- 3. En chauffant fortement un métal, en le portant au rouge, on produit des variations permanentes de sa conductibilité électrique, qui tantôt augmente, tantôt diminue. L’étude de ces métaux par la méthode actuelle a montré que pour le cuivre porté à l’incandescence, la conductibilité augmente et pour le laiton elle diminue.
- Dans la disposition indiquée on reçoit dans le galvanomètre les courants induits de fermeture; on pourrait recevoir les courants de rupture en mettant le galvanomètre en dérivation entre deux points très voisins, qui seront réunis au moment où se fermera le courant et séparés quand il sera ouvert. Enfin, on peut établir le courant d’une autre façon dans les bobines primaires en mettant
- en dérivation sur ces bobines un fil court renfermant l’interrupteur.
- La marche des observations montre que, pour les déterminations quantitatives avec le procédé employé, le galvanomètre est préférable au téléphone et à l’électrodynamomètre. L’accroissement de sensibilité de la balance d’induction est considérable, et on peut se demander, conclut l’auteur, dans quelle mesure sont fondées les espérances que des considérations analytiques avaient fait concevoir à Hughes et à plusieurs autres savants,
- C. R.
- ï/évaporation électrique, par William Crookes (1).
- {Suite).
- Observant que le cadmium se volatilise si facilement sous l’action du courant induit, on a scellé dans un tube disposé comme l’indique la figure 8, une grande quantité de métal pur, en ; viron 350 grains, et l’extrémité du tube contenant le métal a été chauffée un peu au-dessus du point
- Fig 8
- de fusion; en faisant du métal fondu le pôle négatif, la quantité totale fut volatilisée en quelques heures et condensée en une couche épaisse au bout du tube vers le pôle positif, mais non contre.
- Volatilisation de l’argent. — Le premier métal qu’on a ensuite essayé est l’argent. On se servit du même appareil que pour le cadmium (fig. 7). Deux petites boules d’argent pur sont fondues aux extrémités des fils de platine qui traversent le verre. Tout l’appareil enfermé dans une boîte métallique garnie de mica est maintenu à aussi haute
- C) La Lumière Electrique du n juillet 1891, p. 88.
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- température que possible sans fondre le verre; le vide est poussé jusqu’à un espace obscur de trois millimètres et le courant donné pendant une heure et demie. Les poids d’argent trouvés avant et après l’expérience sont les suivants :
- Pôle positif Pôle négatif
- Poids primitif de l’argent ... 18,14 grains. 24,63 grains.
- Poids après l’expérience........ 18,13 — 24,44 —
- Argent volatilisé en 1 h. t/2. 0,01 — 0,19 —
- Puisqu’on trouve que, dans un bon vide, l’argent se volatilise bien au pôle négatif, on a expérimenté pour savoir si les molécules détachées du pôle jouent un rôle dans la production de la phosphorescence. On a fait lin appareil représenté figure 9. C’est un tube en verre d’Allemagne en
- I Fig. 9
- forme de perle, ayant près de sa plus petite extrémité un pôle négatif extérieur concave A en argent pur, monté de façon que son image renversée soit projetée sur la paroi opposée du tube. Vis-à-vis du pôle, il y a un écran de mica ayant à son centre un petit trou et ne laissant passer qu’un faisceau de rayons formant une tache phosphorescente brillante D à l’extrémité du tube. Le vide était poussé à 0,00068 mm. ou 0,9 M. On fit pendant plusieurs heures passer continuellement le courant d’une bobine d'induction, le pôle d’argent étant négatif, de manière à enlever une certaine portion de l’électrode. L’examen subséquent a montré tout l’argent entraîné déposé au voisinage immédiat du pôle, tandis qu’au bout du tube, dans la partie D, qui avait été Tout le temps brillamment phosphorescente, il n’y avait prati-quement’pas d’argent.
- On a fait encore un autre tube (fig. 10), ayant deux pôles négatifs associés A A', placés de façon à projeter deux taches lumineuses sur le verre phosphorescent du tube. L’une des électrodes A' était en argent, métal volatil, l’autre en aluminium, qui pratiquement ne l’est pas. En reliant les deux pôles négatifs A A' et le-pôle positif B à une bobine d’induction, on vit au bout d’une demi-heure qu’il y avait une quantité considérable d’argent projeté de l’électrode négative, noircissant le tube au voisinage, tandis qu’il n’y avait pas de particules métalliques projetées du pôle en aluminium. Pourtant, durant toute l’ex-
- Fig. 10
- périence, les deux plages de lumière phosphorescente C et C' avaient brillé du même éclat, prouvant que les agents actifs de la phosphorescence ne sont pas les molécules projetées des pôles, mais les particules résiduelles gazeuses de la matière radiante.
- Dans les tubes à argent faits jusqu’ici, il n’était pas facile d’observer le spectre du pôle négatif, à cause de la rapidité avec laquelle le dépôt obscurcissait le verre. Dans ce but un tube spécial a été disposé’de la façon suivante (fig. 11).
- Le pôle d’argent A est au bout du tube et le pôle positif B sur le côté ; le bout du tube opposé à l'argent est arrondi et le spectroscope placé de manière à observer en bout la lumière de l’argent volatilisé, ainsi que le montre la figure. De cette façon, le dépôt d’argent ne fait pas obstacle à la lumière parce qu’il ne s’en dépose qu’autour du
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- *41
- tube. A un vide de 3 millimètres environ d'espace obscur, une lueur blanc verdâtre entoure le métal et donne un spectre très brillant. En faisant passer dans l'air l'étincelle entre deux pôles d’argent on amenait dans le champ du même spectroscope les deux spectres. Dans chacun, les lignes vertes brillantes de l'argent étaient visibles; la mesure de leurs longueurs d’onde a donné 3,344, 3,675, nombres assez voisins de ceux de Thalen pour ne laisser aucun doute. A une pression de 2 millimètres d’espace obscur, le spectre est très brillant et donne principalement les deux lignes vertes et les lignes rouge et verte de l'hydrogène. L'interposition dans le circuit d'une bouteille de Leyde n’augmente pas l’éclat des lignes, mais amène celles bien connues de l’air. A cette pression il n’y a pas beaucoup d’argent entraîné. A un vide plus élevé, la lueur entourant le pôle d’argent diminue et Us traces vertes disparaissent. A un vide d’environ 1 millionième d’atmosphère la lueur est faible, le pôls d'argent semble exactement chauffe à blanc et la volatilisation du métal a lieu rapidement f1).
- Si, comme électrode négative, on se sert d’un alliage au lieu de métal pur, les divers composants pourraient être entraînés à des distances dif férentesetde la SDrte s'effectuerait une sorte de sé. paration électrique, une espèce de distillation fractionnée. Mais on a fait une électrode négative de laiton et on l’a soumise au passage de la décharge électrique dans le vide; le dépôt obtenu avait partout la couleur du laiton, et en l'essayant chimique- (*)
- (*) Comms l’action produisant la volatilisation, la chaleur blanche est confinée aux couches superficielles des molécules seules. Le métal présente cette apparence instantanément quand on établit le courant, indiquant que si elle est due à la température, celle-ci ne doit pas pénétrer bien au-dessous de la surface.
- La vitesse supplémentaire des molécules métalliques nécessaire pour les volatiliser est, daus ces expériences, confinée à la surface seule, ou bien toute la masse se volatilise à la fois comme un fil métallique parla décharge d’une forte bouteille de Leyde. Lorsque la vitesse additionnelle est due à la chaleur artificielle, l’un des effets produits est la chaleur blanche; aussi n’est-il pas déraisonnable de supposer que lorsqu’elle est due à l’électricité, la chaleur blanche peut aussi accompagner la séparation des molécules de la masse. Relativement à l’élecfticité, la.chaleur est un désastreux agent pour déterminer la volatilisation, puisque toute la masse doit être amenée à la température nécessaire pour produire l’effet seulement à 1a surface; au contraire, l’action de l’électrisation ne semble pas pénétrer beaucoup au-delà de la surface.
- ment je n’ai pu découvrir trace de séparation des métaux composants cuivre et zinc.
- Revenons à l’analogie de l’évaporation des liquides. Si l’on en prend plusieurs, de points d’ébullition différents, et qu’on leur applique à la même pression la même quantité de chaleur, les quantités de liquide qui passeront à l’état gazeux dans chaque cas seront très différentes. 11 était intéressant d’essayer une expérience parallèle avec les métaux et de trouver leur volatilité comparative dans les mêmes conditions de température et d’influence électrique. Il fallait prendre un métal pour étalon de comparaison et j’ai choisi pour cet objet l’or, dont la volatilité électrique est grande et qu’il est facile de préparer pur.
- La figure 12 représente l'appareil construit. C’est un tube à vide ayant quatre pôles négatifs à une extrémité et un pôle positif à l’autre bout. Un commutateur tournant permettait de relier à volonté chacun des pôles négatifs successivement pendant le même temps (environ 6 secondes); de la sorte, les variations de force du courant pendant l’expérience, qui durait plusieurs heures, affectaient pareillement chacun.
- L’identité de surface des différents métaux employés comme électrodes négatives a été obtenue en les prenant sous forme de fils tirés dans un même trou de filière et en les coupant d’égale longueur; la dimension employée était de 0,8 mm. de diamètre et de 20 mm. de longueur.
- L’or servait de terme de comparaison dans chaque expérience, de façon que l’appareil permettait danschaqueexpérience de comparer trois métaux; le courant était réparti pendant huit heures par le commutateur tournant, ce qui faisait deux heures d’électrisation pour chacune-des quatre électrodes. La pression était celle correspondant à 6 mm. d’espace obscur.
- Les métaux fusibles, étain, cadmium et plomb, mis dans l’appareil sous forme de fils fondaient rapidement. Pour éviter cette difficulté, on a imaginé une forme spéciale de pôle, de petites coupes en porcelaine de 9 mm. de diamètre, ayant au centre un petit trou par où passait un fil de fer de 0,8 mm. de diamètre, dépassant de 5 mm.; on les remplissait jusqu’aux bords de métal à essayer, qui se trouvait exposé dans l’appareil exactement comme les fils; le diamètre intérieur de ces coupes était de 7 mm. et le métal négatif avait la forme d’un disque de ce diamètre. Le pôle étalon en or était formé de la même façon et les nombres
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- obtenus avec les métaux fusibles sont ainsi comparables aux autres et peuvent prendre rang dans le tableau.
- Voici les volatilités comparatives, en prenant celle de l’or égale à ioo.
- Palladium.......................... 108,00
- Or................................. 100,00
- Argent.............................. 82,68
- Plomb.............................. 75,04
- Etain............................... 56,96
- Laiton.............................. 51,58
- Platine............................. 44,oo
- Cuivre.............................. 40,24
- Cadmium............................ .32,99
- Nickel.............................. 10,99
- Iridium............................. 10,49
- Fer.................................. 5,50
- Dans les expériences, la surface exposée de chaque métal était la même. En divisant les nombres
- B
- Fig. 11.
- obtenus par le poids spécifique du métal, on trouve l’ordre suivant:
- Palladium.......................... 9,00
- Argent............................... 7,88
- Etain.... ......................... 7,76
- Plomb,............................... 6,61
- Or................................... 5,18
- Cadmium.............................. 3,72
- Cuivre.............................. 2,52
- Platine.............................. 2,02
- Nickel............................... 1,26
- Fer................................ 0,71
- Iridium.............................. 0.47
- L’aluminium et le magnésium semblent n’être pas pratiquement volatils dans les mêmes conditions.
- L’ordre des métaux dans ce tableau montre que la volatilité électrique à l’état solide ne correspond nixà l’ordre des points de fusion, ni à celui des poids atomiques, ni à celui d’une autre constante connue.
- L’expérience a été répétée avec les. principaux
- métaux et les nombres obtenus n’ont point différé sensiblement de ceux ci-dessus et prouvent que l’ordre indiqué ne doit pas être trop erroné.
- On voit dans le tableau précédent que la volatilité électrique de l’argent est forte, tandis que celle du cadmium est faible. Dans les deux premières expériences faites avec le cadmium et l’argent, l’électrode négative de cadmium perdait 7,52 grains en 30 minutes, tandis que l’électrode négative en argent ne perdait que 0,19 grain en une heure et demie.
- Cette contradiction apparente s’explique facilement par ce fait (déjà relevé dans le cas du cad-
- Fig. 12.
- mium) que l’effet d’évaporation maximum sous l’influence électrique a lieu quand le métal est au voisinage de son point de fusion. S’il était possible de faire dans le vide un pôle négatif d’argent fondu, la quantité volatilisée dans un temps donné serait probablement bien supérieure à celle du cadmium.
- L’or étant réellement volatil sous l'influence du courant électrique, on a essayé une expérience pour avoir une plus grande quantité de métal volatilisé. Dans un tube ayant d’un bout pour pôle négatif un petit balai en fil d’or fin et un pôle d’aluminium à l’autre extrémité, on fit le vide et l’on envoya le courant par le balai en or comme pôle négatif.
- On a remarqué que la résistance du tube aug-
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- mente considérablement à mesure que les parois se recouvrent de métal, à tel point que pour faire passer le courant il faut admettre l’air jusqu’à faire revenir la jauge à 1/2 mm.
- Le poids du balai avant l’expérience élait de 55,4940 grains ; après avoir fait passer le courant pendant 14 1/2 heures le tube a été ouvert et le balai enlevé et pesé ; son poids n’était plus que de 32,5615 indiquant une perte de 2,927 grains.
- En chauffant au-dessous du rouge le dépôt, la pellicule d’or s’est détachée facilement des parois sous forme d’une feuille très brillante,
- Quant au résidu du morceau d’or soumis à la volatilisation électrique, il présentait sous l’objectif d’un microscope d’un quart de pouce toute l'apparence d’un dépôt de métal électrolytique criblé de petits trous.
- L’expérience de volatilisation de l’or ayant fourni une feuille bien cohérente de métal, on a tenté la même expérience en se servant d’un balai de platine pour électrode négative. En se reportant au tableau, on verra que la volatilité électrique du platine est bien moindre que celle de l’or; mais on pensait qu’en augmentant le temps, il y aurait une quantité suffisante de métal volatilisé pour qu’on pûr l’enlever du tube.
- Le vide étant fait jusqu’à un espace sombre de 6 mm. on a trouvé, comme avec l’or, que la résistance, à mesure que le tube se recouvrait de métal déposé, augmentait et à un degré beaucoup plus marqué, le résidu gazeux du tube s’absorbant au fur et à mesure que le dépôt se faisait. 11 devint nécessaire d’admettre un peu d’air dans le tube toutes les trente minutes pour réduire le vide.
- Ceci semble montrer que le platine se dépose sous une forme spongieuse avec un grand pouvoir absorbant pour le résidu gazeux. Il suffit de chauffer le tube devenu ainsi non conducteur, pour que le gaz libéré déprime la jauge de la pompe à 1 mm. et réduise le vide jusqu’à 3 mm. environ d'espace obscur. Pendant le refroidissement le gaz n’est point réabsorbé; mais en rétablissant le courant pendant 10 minutes, le tube refuse de nouveau de conduire, en raison de l’absorption.
- En chauffant de nouveau, il s’est produit une nouvelle libération de gaz, mais moindre qu’au-paravant, et cette fois tout a été réabsorbé pendant le refroidissement.
- Après avoir maintenu le courant dans ce tube
- pendant 25 heures, il a été ouvert, mais je n’ai pu enlever le métal déposé que par fragments, tant il était cassant et poreux.
- La pesée du balai constituant le pôle négatif a donné le résultat suivant :
- Poids de platine avant l’expérience........... 10,1940 grains.
- — après l’expérience........ 8,1570 —
- Perte par volatilisation en 25 heures......... 2,0370 —
- On a fait une expérience analogue avec l’argent, au lieu d’or et de platine, comme pôle négatif, en forme de balai en fils.
- il y eut moins de gaz occlus que dans le cas du platine, l’argent se comportant comme l’or et le métal se déposant facilement, le vide restant facilement à 6 mm. d'espace sombre en admettant très rarement une trace d’air. Au bout de vingt heures, il y avait eu trois grains d’argent volatilisés; le dépôt s’est détaché facilement du verre à l’état de feuille brillante.
- E. R.
- Sur la déperdition de l’électricité, par M. Ed. Branly.
- M. Branly a présenté dernièrement à la Société de Physique quelques expériences ayant pour objet de démontrer que la déperdition de l’électricité positive par l’action des radiations très réfrangibles peut être comparable à la déperdition négative.
- Pour réaliser simplement la démonstration devant un auditoire, il est commode de faire usage d’un électroscope Boudréaux. L’électros-cope est chargé soit positivement, soit négativement, par influence ; à quelques centimètres au-dessus de la boule de l’electroscope on fait jaillir entre deux tiges d’aluminium les étincelles de décharge d’une bouteille de Leyde reliée par ses armatures aux deux extrémités du fil induit d’une bobine de Ruhmkorff à interrupteur rapide (une bobine moyenne suffit avec une bouteille de Leyde d’un litre). Entre l’étincelle et la boule est intercalé horizontalement un diaphragme métallique qui préserve l’électroscope des effets d’influence ; ce diaphragme est percé sur la verticale qui descend de l’étincelle à la boule, d’une petite ouverture de quelques millimètres de diamètre. Quand cette ouverture est laissée libre, ia chute des feuilles d’or est instantanée au moment de la
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- décharge; la chute n’a plus lieu si l’ouverture est couverte par une lame de verre ou de mica ; la chute est rapide avec une lame de quartz et surtout de sel gemme et de spath fluor.
- Les mesures quantitatives se font sur un disque métallique en communication avec la feuille d’or d’un électromètre de Hankel. Le disque est placé verticalement, en face d’une toile métallique parallèle à sa surface ou en face d'une plaque pleine percée d’une petite ouverture qui laisse passer la lumière. Le disque et la toile sont en communication avec les deux pôles d’une pile.
- Ces expériences de mesure n’ont été effectuées jusqu’ici qu’avec des différences de potentiel bien inférieures à celles qui correspondent à la charge visible d’un électroscope à feuilles d’or. Avec une charge de 50 éléments à sulfate de mercure, le déplacement de la feuille d’or chargée positivement ou négativement était proportionnel à son potentiel.
- Lorsque le disque n’était pas éclairé ou lorsque les rayons traversaient une lame de verre ou de mica, la feuille d’or de l’électromètre de Hankel conservait sa déviation. La feuille tombait rapidement lorsque les rayons des étincelles passaient librement ou traversaient des plaques de spath fluor, sel gemme, quartz; elle tombait lentement lorsqu’ils traversaient des plaques d'alun, gypse, spath d’Islande, etc.
- La course de la feuille sur le micromètre oculaire du microscope qui vise la feuille ayant lieu par exemple de la division 7 à la division 31, on pointait sur un chronomètre, pendant la chute, les instants de passage aux divisions 30, 25, 15, 19, ce qui donnait les temps de déperdition pour des différences de potentiel connues, vu la proportionnalité.
- Voici quelques nombres relatifs à la transmission des rayons actifs à travers trois plaques bien transparentes de 9 millimètres d’épaisseur : quartz parallèle à l’axe sel gemme, spath, fluor incolore. Le disque éclairé était un disque de cuivre rouge chargé positivement, l’étincelle avait une longueur de 1 millimètre et demi.
- Quartz Spath
- parallèle fluor
- de 30 à 20 9" xde 20 à 15 81/4
- 17 i/4
- 5"1/2 ) 6 J
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- gomme parallèle
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- Dans cette observation la transmission des radiations ultra-violettes actives se faisait mieux à
- travers le sel gemme et le spath fluor incolore qu’à travers le quartz. Cet ordre de transmissibilité subsiste quand le disque de cuivre rouge est chargé négativement et quand on lui substitue des disques de zinc ou d’aluminium.
- Des plaques de quartz en apparence bien transparentes accusent des différences très considérables au point de vue de la transmissibilité de ces rayons très réfrangibles ; le spath fluor incolore est incomparablement plus transparent que le spath fluor coloré même faiblement en violet.
- Pour un même éclairement, la déperdition négative est beaucoup plus rapide quand le métal vient d’être poli (en particulier pour le zinc et l’aluminium) mais elle a encore lieu quand le métal est oxydé, verni, couvert de noir de fumée.
- D’ailleurs les corps isolants (ébonite, mica, etc.) électrisés et éclairés par la lumière des décharges de condensateurs perdent rapidement leur électricité.
- Les expérimentateurs qui se sont occupés de la déperdition de l’électricité par la lumière avaient eu recours à la lumière de l’arc voltaïque. Avec cette source, Hallwachsavait trouvé que la déperdition de l’électricité positive était très minime ; il opérait avec les potentiels assez élevés qui font diverger d’une façon appréciable les feuilles d’or d’un électroscope ordinaire ; Stoletow, avec des potentiels inférieurs à 200 volts, avait affirmé que la déperdition était rigoureusement unipolaire et que la déperdition positive était nulle.
- Ces deux assertions n’étaient pas contradictoires, puisqu’il s’agissait de charges à des potentiels différents ; M. Branly a toutefois repris l’expérience de Stoletow avec l’arc voltaïque; un disque de cuivre rouge poli de 68 millimètres de diamètre-était placé à un demi-millimètre de distance d’une toile métallique de cuivre rouge, le disque et la toile étant reliés aux deux pôles d’une pile de 50 éléments au sulfate de mercure.
- Le disque était à 5 centimètres de l’arc voltaïque, Le régulateur étant traversé par un courant de 22 ampères, l’arc étant formé entre des charbons de 12 millimètres de diamètre, on avait au galvanomètre placé dans le circuit de la pile et du disque une déviation fixe de 124 divisions quand le disque était négatif, 3 divisions seulement si le disque était positif; avec des charbons à âme d’aluminium et le même courant de 22 ampères, le disque négatif éclairé par l’arc voltaïque donnait un courant dont la déviation fixe était de 1400
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- divisions, quand le disque éclairé était positif on avait 24. Le résultat est le même quand la toile métallique est noircie. Le galvanomètre employé avait un zéro bien fixe et ses indications étaient très sûres.
- Cette expérience fait voir que l’arc voltaïque est beaucoup plus riche en radiations actives sur la déperdition négative ; la lumière des décharges de condensateurs, surtout quand on les produit entre des tiges d’aluminium, agit avec intensité sur les deux déperditions.
- BIBLIOGRAPHIE
- La maison Hoepli, de Milan, vient d’accroître de deux volumes sa Bibliothèque électrotechnique. Le nom de l’éditeur garantit à lui seul la valeur des ouvrages, dont l’étude serait trop longue, mais dont nous donnerons au moins un aperçu.
- Le Manuel de l'électricien a pour auteurs deux électriciens depuis longtemps hors de pair, MM. Colombo et Ferrini (Manuale dell’Elettricita, Milan 1891). L’ouvrage est divisé en neuf parties. La première est l’exposé complet des unités de mesure de toute nature et de leurs rapports. Tous les étalons sont décrits avec soin. Divers types de piles peu connus en France figurent à côté des modèles classiques, mais n’en diffèrent en somme que par des détails de construction sans grande importance. La seconde partie est consacrée à la description des appareils de mesure électrique et de leurs accessoires et à l’analyse des lois de Kir-choff, Faraday, Joule. Viennent ensuite les diverses méthodes de mesure et le détail des procédés pratiques de vérification des instruments employés. Les auteurs ont ajouté à la série connue des dispositifs à eux. Ils examinent ensuite les piles, accumulateurs, dynamos et transformateurs dans un chapitre assez court où ils donnent une large place aux nombreux modèles de piles les plus en faveur dans les divers pays; mais les accumulateurs sont peut-être un peu trop rapidement traités. Les machines sont passées en revue avec une égale rapidité. L’ouvrage, hâtons-nous de le dire, est d’ailleurs en cela d'accord avec son titre: c’est un manuel de poche, un aide-mémoire et non un traité proprement dit et par suite très dé-
- gagé de longueurs ou de descriptions. Les auteurs supposent connus les appareils usuels et n’en parlent que pour mémoire, non pour les dépeindre; par contre, ils s’étendent sur les applications et développent aussi la partie théorique, qu’ils accompagnent de nombreuses et importantes tables. Un chapitre est consacré aux transports de force; il contient d’intéressantes données sur le rendement des moteurs de toute grandeur et de toute nature.
- L’électrométallurgie est résumée sans grands détails, mais cependant de façon suffisante pour qu’un praticien y trouve les indications utiles pour la composition de ses bains de tout genre. Le septième chapitre embrasse la télégraphie et la téléphonie.
- Après avoir parlé des fils, des isolateurs, des appuis, les auteurs passent en revue la construction des lignes aériennes ou sous-marines; les piles, les divers câbles européens ou extra-européens, sur lesquels ils fournissent beaucoup de renseignements au double point de vue mécanique et électrique, les systèmes de transmission duplex, triplex, quadruplex et enfin les téléphones. A citer en passant une note sur la station centrale de Milan, qui peut desservir aisément 3000 abonnés.
- La partie de l’ouvrage de beaucoup la plus développée est celle qui traite de l’éclairage électrique public et privé. On y trouve de minutieuses données sur les installations électriques de Milan, qui tiennent, on le sait, une des premières places parmi les plus importantes stations d’électricité. Les auteurs ont sacrifié intentionnellement les descriptions des lampes à incandescence ou à arc, que l’on trouve du reste à peu près partout, pour donner plus de développement aux installations proprement dites, lis multiplient les tables et les renseignements techniques sur l’intensité lumineuse des lampes, leur durée, leur position dans les circuits; sur la nature et la valeur électrique des conducteurs. Leur but est de condenser, de présenter le plus clairement possible le fruit de leurs recherches personnelles et des travaux les plus remarquables faits depuis dix ans sur cette question passionnante de l’éclairage électrique, et leur but est pleinement atteint.
- Le Manuel est complété enfin par une série de mélanges, alliages, recettes diverses pour montage des piles, travaux galvanoplastiques, cuivrage, dorure, argenture, construction d’appareils,
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- etc., etc., et par de nombreuses tables et formules permettant d’abréger les calculs. Nous n'avons pu donner que le sommaire de l’ouvrage, qui forme un excellent aide-mémoire; nous n’y insistons pas, car la haute situation scientifique des auteurs suffit pour recommander le livre à l’attention des électriciens.
- Le Manuel du Marin (Manuale del marino mili--tare e mercantile) de M. Carlo de Amezaga est, malgré son titre, absolument à sa place dans une bibliothèque électrolechnique. L’auteur, capitaine de vaisseau de la marine royale italienne, tout en exposant de façon brève et presque sèche les règles qui président à l’armement, à la direction et à la défense des navires de tout ordre, a fait de son livre non pas un traité proprement dit mais un relevé des applications multiples que reçoit dans le service maritime l’électricité utilisée pour ainsi dire sous toutes ses formes. De l’ouvrage entier, trop spécial pour les électriciens, nous ne citerons que les grandes divisions : canons et armes portatives, électricité, défenses sous-marines, lois et règlements concernant la réserve navale, droits et devoirs des officiers de marine, organisation de la flotte marchande appelée à servir à titre auxiliaire en cas de guerre, manœuvres de côtes, aperçus de tactique navale, droit maritime international, mélanges maritimes, tableau de l’état-major actif ou de réserve.
- Trois chapitres (électricité, défenses sous-ma-rines, mélanges) nous intéressent seuls. Dans le premier, M. de Amezaga donne les définitions et les principes généraux de l’électricité, de façon originale et presque neuve, en rompant franchement avec l’antique bagage renouvelé de l’abbé Nollet. 11 résume rapidement les appareils statiques, dynamiques ou d’induction, il indique l’action ou les effets du courant électrique, passe en revue les unités et, cela dit, expose dans un style essentiellement militaire, comme le ferait un instructeur, les trois ordres d’emploi de l’électricité à bord des vaisseaux : la lumière, la mise en feu des torpilles et des canons, la manœuvre de divers engins et le service intérieur (appels, télégraphie, téléphonie, machinerie). Chaque partie est minutieusement détaillée au point de vue maritime. Des figures complètent d’ailleurs le texte bref, sec et clair. Le chapitre « défenses sous-marines »
- embrasse diverses applications du courant à l’inflammation des torpilles dormantes, des torpilles automobiles, à la mise en marche de celles-ci, à leur direction, etc. On y trouve les modèles anciens et récents. 11 y a là non seulement la torpille Whitehead modèle 1878, mais àussi celle dite modèle 1884 et celle même de demain, plus parfaite encore. L’auteur sachant par expérience que de tels secrets courent les arsenaux, ne fait point mystère des dispositions intimes de ces engins, des procédés de lancement, de mise en feu, des piles employées, etc. Disons toutefois que les bateaux sous-marins Nordenfeld, Gymnote, Pèral, Goübet, moins bien connus, sont plus vaguement étudiés.
- La partie intitulée « mélanges » n’est pas la moins intéressante au point de vue électromagnétique. L’auteur parle du compas ou boussole de bord, de la variation, de la régulation des compas, de la manière de dresser les tables de déviation et de route. 11 décrit la boussole à liquide de l’amiral Magnaghi, appareil devenu presque réglementaire dans la flotte italienne et offrant certaines particularités assez curieuses; il en explique le montage et le démontage. Après quelques considérations sur les distances de combat, les évolutions des vaisseaux, M. de Amezaga revient à des questions plus pacifiques, étudie le but, l’organisation, les appareils des électro-sémaphores, le système des avertissements météorologiques, la correspondance à moyenne et à grande distance entre les navires et les postes de guetteurs qui retransmettent télégraphiquement les avis. Il examine même les électro-sémaphores temporaires, c’est-à-dire des systèmes de postes volants pouvant être reliés électriquement au réseau télégraphique dans des cas exceptionnels, et il termine cet examen en rappelant les modèles de signaux adoptés en France pour le service de la prévision du temps. 11 y a beaucoup à lire dans l’ouvrage de M. de Amezaga, même pour l’électricien de profession qui n’est pas doublé d’un marin, et si le cadre du journal n’interdisait pas une trop longue incursion dans le domaine militaire et maritime, nous eussions fait de larges emprunts à ce Manuel de guerre qui, sous une forme concise et sévère, offre constamment le réel attrait de lecture d’un style léger et'facile.
- P. Marcillac.
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- FAITS DIVERS
- On s’occupe en ce moment dans l’état de New-York d’une grande entreprise qui excitera vivement l’attention du monde électrique. On organise une compagnie pour exploiter électriquement la ligne de Rochester à Lockport, sur une distance de 60 milles, près de 100 kilomètres. La ligne sera partagée en trois sections, et le courant sera fourni par un fil suspendu, avec un contact continu. La dépense tst estimée à 2,500,000 francs. Il avait été question d’établir une ligne électrique entre Rochester et Buffalo, mais on a renoncé à ce projet. Espérons qu’il n’en sera pas de même de la compagnie nouvelle, qu’on peut considérer comme étant une transformation de l’ancienne.
- Un ancien associé d’Edison vient de l’attaquer devant les tribunaux du Massachusetts; il lui réclame la somme de 1,250,000 francs comme représentant sa part dans ses inventions télégraphiques.
- M. Ducretet a mis en vente il y a quelque temps un modèle de machine magnéto-électrique ne demandant que la force d’un homme et donnant facilement 2 lampes électriques de 16 bougies. Cet appareil, dont le poids est très minime, a été adopté par l’artillerie française pour l’inspection des bouches à feu.
- Ce succès a encouragé M. Ducretet à créer un modèle analogue destiné aux cabinets de physique. Il a supprimé la bobine de résistance dont on se sert pourempêcher les soldats de brûler la Jampe qu’on place dans l’intérieur de la pièce. Mais il ajouté un redresseur de courants, de sorte qu’on peut avoir à volonté, en changeant la position des balais, soit des courants continus, soit des courants inversés.
- Nous donnerons prochainement la description des expériences auxquelles peut servir ce nouveau générateur. Un dispositif fort ingénieux permet de l’employer à l’explosion des mines. Lorsque l’on ouvre le circuit, on lance facilement la machine à toute volée, de sorte que le nombre des émissions est de plusieurs centaines par seconde, à cause du nombre des tours de la bobine Siemens, laquelle est en rapport avec la manivelle par deux séries d’engrenages. Si on rétablit brusquement la communication.au moment où la vitesse est arrivée à son maximum, on obtient un courant d’une énergie très grande, qui ne peut être entretenu, mais qui dure assez de temps pour faire sauter un grand nombre d’amorces à une distance considérable.
- MM. Moseley et fils, de Manchester, ont imaginé une forme assez bizarre d’électrodes de zinc pour une pile voltaïque. L’anode est formée d’une série de tubes soigneuse- j
- ment analogues et enfilés les uns dans les autres de manière à constituer une seule masse solide. Chacun de ces tubes ayant seulement 1/10 de millimètre d’épaisseur il est évident que l’amalgame possède une homogénéité que l’on n’obtiendrait point autrement. Il est évident qu’il ne peut plus être question d’action locale en prenant des précautions aussi strictes, mais à quel prix!
- A propos d’un tremblement de terre signalé à Stromboli, nous ferons remarquer que la transmission des télégrammes météorologiques expédiés au Bureau Central est strictement limitée à un petit nombre de chiffres résumant les indications réglementaires.
- Les tremblements de terre ne sont point compris dans les mots conventionnels ainsi formés. Ne serait-il pas possible d’accorder aux observateurs la faculté d'ajouter les indications supplémentaires qu’ils croiraient de nature à intéresser les météorologistes et à aider dans leur tâche difficile les fonctionnaires chargés de rédiger les avis en prévision du temps.
- Dans son numéro du 30 juin, \e Figaro tourne en ridicule une circulaire que l’administration a envoyée à certains abonnés du téléphone, et qui contient des instructions pratiques détaillées. On ne doit pas cependant se dissimuler que dans nombre de cas les retards sont du fait de l’abonné, qui fait entendre des plaintes souvent fort vives. On a toujours une tendance trop accusée à rendre la « Demoiselle du téléphone » responsable des incidents qui se produi-s nt, de l’encombrement des lignes et du défaut de réponse de l'interpellé.
- Ce qu’il serait utile de joindre aux instructions pratiques, ce serait une statistique du nombre des appels, afin que les abonnés sussent quels sont les heures et les jours les plus favorables à la réception de promptes réponses. N’en est-il pas des lignes de téléphones comme des lignes d’omnibus, qui sont forcément insuffisantes à quelques heures de la journée, où l’on s’étouffe dans les bureaux de correspondance ?
- On pourrait également demander à chaque abonné de vouloir bien indiquer <c ses heures téléphoniques », c’est-à-dire les heures où il se trouve habituellement en mesure de répondre aux appels. Ces indications ne seraient-elles pas jointes fort utilement aux listes officielles publiées par l’administration ?
- M. Berthelot est arrivé à réaliser avec le fer la combinaison analogue au nickel-tétracarbonyle dont nous avons signalé les applications au nickelage industriel. Comme pour le nickel, on fait passer à la température de 50° de l’oxyde de carbone sur du fer réduit par l’hydrogène ; il se forme ainsi un composé volatil du fer qu’on n’a pas pu encore con-
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- denser. Ce composé se détruit par la chaleur avec dépôt de fer et de charbon. La connaissance de ce corps curieux est appelée à jeter la lumière sur les phénomènes encore obscurs de l’aciération par cémentation.
- Il y a longtemps que Ton a remarqué pour la première fois que les agglomérations humaines sont très menacées en temps d’orage. L’histoire des accidents occasionnés par la foudre abonde d’exemples qui semblent prouver qu’elle aime à se glisser dans ces réunions. Les orages du printemps de 1891 nous ont fourni quelques accidents qui pourront être joints aux autres.
- Dans la journée du 15 juin, une dizaine de paysans des environs de Château-Renard s’étaient réfugiés sous une cabane de roseaux pendant un violent orage. La foudre les y est venue chercher; deux ont été tués et quatre grièvement blessés.
- A peu près en même temps, si l’on en croit un télégramme de l’agence Reuter, il est arrivé en Hongrie un accident analogue. Dix-huit ouvriers agricoles surpris également par un orage ont cherché un abri analogue. A peine s’étaient-ils blottis les uns contre les autres que la foudre en a tué trois; les autres se seraient évanouis, mais seraient tous revenus à la vie sans blessures graves.
- Quelques jours après, une blanchisseuse était foudroyée dans un des quartiers excentriques de Londres; trois femmes étaient renversées, mais elles revenaient à elle, après être restées quelque temps étendues à terre sans connaissance.
- Il ne serait point sans intérêt de savoir si les victimes de cet accident relativement anodin n'étaient pas celles qui se trouvaient dans le voisinage d’instruments de cuivre, ou qui tenaient en main leur fer à repasser.
- Ajoutons que dans un orage du 3 juin, la ville de Vienne a été fort maltraitée, car il y a eu quelques victimes, et la 'Nouvelle Presse libre porte à vingt-six le nombre des maisons frappées. Ce chiffre fort élevé semblerait indiquer que les paratonnerres sont en assez mauvais état et beaucoup trop rares dans la capitale de la monarchie autrichienne.
- Le mois de juin comptera au nombre des plus orageux observés au Parc Saint-Maur depuis l’existence de l’établissement.
- On a constaté neuf jours d’orage et deux jours d’éclairs. Le 29, le tonnerre a retenti presque sans interruption pendant toute la journée et toute la nuit. Comme il arrive toujours, ces manifestations de l’électricité atmosphérique ont été accompagnées da la chute d’une grande quantité de pluie.
- Ij en est tombé dans le mois 80 millimètres, soit 26 de plus que la moyenne. Cette pluie a été répartie en neuf journées, qui sont précisément les jours d’orage. Elle n’est tombée que pendant une durée totale de 30 heures. La pluie la plus forte a été celle du 7 au 8 juin* oui a donné 33 millimètres
- en quelques heures, et est tombée avec une irrégularité des plus curieuses.
- Ainsi à Achères on n’en a recueilli pendant le même temps que 8 millimètres, tandis qu’à Ablon il en est tombé 52 millimètres pendant la même nuit. C’est probablement aux endroits mêmes où tombe la foudre que la chute a atteint son maximum.
- En combinant ces indications avec celles des électromè-tres, on arriverait à d’autres constatations encore bien plus intéressantes; mais la météorologie électrique est encore dans son enfance, ce qui tient à la complication des phénomènes.
- On tourne à cet égard dans un cercle vicieux. En effet, d’une part, 011 11e pourra étudier les faits si nombreux et si fugaces en face desquels on se trouve que quand on aura quelques idées sur leur importance et leur signification ; mais d’un autre côté, on ne peut se former une idée théorique sans avoir à sa disposition un grand nombre de documents sérieux.
- Il n’est pas surprenant que l’on entende souvent parler des bizarreries de la foudre dans une saison devenue si brusquement torride.
- On télégraphie de Blpis au Figaro que la foudre en tombant sur la maison d’un banquier a produit un effet peu habituel.
- Une cuvette remplie d’eau lui aurait été arrachée des mains et projetée violemment à quelques mètres de distance. La perte temporaire de la voix chez quelques personnes de la maison du banquier et chez des victimes d’un autre coup de foudre survenu dans la même journée s’explique très facilement par la frayeur que les phénomènes fulguraux produisent constamment chez les personnes qui en sont témoins de trop près.
- On écrit de Chicago, à la date du 7 juillet : et Pendant un violent orage, un ballon récemment arrivé et installé sur le terrain de l’exposition a été frappé par la foudre et détruit. Les aéronautes français, MM. Godard, de Paris, ont été grièvement blessés. »
- On lit à l.a page 71 de VExposé des nouvelles applications de Vélectricité et du magnétisme publié en 1822 par Ampère et Babinet ;
- « On pourrait se servir dans certains cas de l’action de la pile sur l’aiguille aimantée pour transmettre des indications au loin. Il faut alors employer un fil conducteur assez gros, parce que le courant s’affaiblit très rapidement dans les fils fins quand la longueur du circuit est considérable. Cet inconvénient n’a pas lieu avec un fil d’un diamètre suffisant; alors l’aiguille se met en mouvement dès qu’on établit la communication.
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- « Nous ne nous arrêterons pas à développer les cas où ce genre de télégraphe présenterait quelque utilité, et pourrait être substitué aux porte-voix et aux autres moyens de transmettre des signaux. Il nous suffira de dire que cette trans mission est pour ainsi dire instantanée. »
- La première application connue des principes si clairement exprimés par les deux savants français fut organisée avec succès par Weber pour faire communiquer le laboratoire de physique de l’Université de Gœttingue, où il était professeur, avec l'observatoire astronomique dont Gauss était le directeur.
- Cette application est décrite tout au long dans VAnnuaire scientifique de P Université de Gœttingue pour l’année 1834. Le rédacteur anonyme nous apprend qu’elle fut réalisée dès 1833, au commencement de la collaboration intime de ces deux savants, dont les travaux sont exposés dans les Résultats des observations de VUnion magnétique de Gœl-lingue. Le circuit était double, et après avoir été étendu jusqu’à l’observatoire magnétique, il avait une longueur de 9000 mètres. Les deux fils passaient sur les maisons de la ville et à chaque extrémité se trouvait un multiplicateur de Schweiger.
- L’auteur anonyme d’articles publiés sur Weber dans un des principaux journaux de Berlin nous apprend que Gauss considérait cette invention, dont Weber ne réclamait pas l’honneur, comme tout à fait secondaire. II n’en est pas pourtant qui ait eu plus d’influence sur le progrès de la race humaine, et jusqu’à preuve du contraire, nous devons l’attribuer à Ampère et à Babinet.
- Pour notre part, nous ne connaissons point de publication antérieure à 1833 où il en soit parlé, et s’il en existe quelqu’une, nous serions bien aise qu’on nous la fît connaître.
- U paraît que M. Vaussenat, directeur de l’observatoire météorologique du Pic-du-Midi, a organisé à Tarbes une expérience destinée à constater si les paragrêles proposés par Arago sont ou non une réalité. Le champ d’épreuve est dans les environs de Tarbes, où l’on a établi des jardins maraîchers que la grêle visite périodiquement.
- Pour arriver à écarter le fléau, M. Vaussenat a garni les collines de bâtons armés de pointes métalliques et réunis par des fils conducteurs. Bien entendu ces fils sont armés de perd fluides suffisants. Le district où ces expériences intéressantes sont exécutées est très fréquemment grêlé.
- M. S. Powell s’est occupé de rechercher les causes du noircissement des ampoules des lampes à incandescence; il a publié dans Der Electrotechnischer du 30 juin le résultat de ses travaux.
- Il commence par constater que le noircissement n’est pas le même pour toutes les lampes. Les différences proviennent de deux causes : l’inégalité de température et la façon dont les filaments ont été préparés. Tous les constructeurs de lampes savent probablement que les lampes dont le filament a été préparé à une haute température noircissent
- moins que les autres; ils doivent savoir aussi que la température à laquelle le vide a été fait dans l’ampoule n'influe pas sur le noircissement.
- La première observation s’explique aussi bien par l’hypothèse de la volatilisation du charbon que par celle de la formation d’un hydrocarbure. Ce qui plaide en faveur de la seconde de ces hypothèses, selon l’auteur, c’est que les filaments préparés à basse température durcissent avec une vitesse croissante. Le dépôt noir peut être éliminé au moyen d’une solution de potasse; il est bon conducteur de l’électricité.
- Pour expliquer le transport de la matière noircissante oq peut faire trois hypothèses : sublimation, dissolution dans le gaz restant et condensation sur la paroi froide de l’ampoule, enfin émission mécanique de parcelles solides.
- La partie claire qui s’observe dans l’enduit noir peut s’expliquer par l’hypothèse d’une projection, les matières projetées pouvant du reste être à l’état solide ou à l’état de vapeur. En effet, s’il y a projection, chacune des deux branches forme écran relativement à la matière projetée par l’autre.
- Éclairage Électrique
- Voici quelques nombres intéressants que l’on peut joindre à ceux que nous avons déjà donnés sur les progrès de la lumière électrique à Berlin.
- Le nombre des consommateurs n’était encore que de 28 en 1883; en 1886, il était de 146; en 1887, de 278; en 1889, de 475; en 1890, de 862, et en 1891, il est de 1310. La quantité d’ampères livrée était de 24 millions en 1889; en 1890, il a été de 32 millions.
- On estime que les deux stations actuellement en construction,étant terminées, ce qui arrivera sûrement cette année, on pourra éclairer 185000 lampes et produire environ 92 000 ampères.
- La station centrale de Vérone Italie; distribue la lumière sur la voie publique et chez les particuliers.
- Les machines à vapeur, du type vertical compound, développent une force de 85 chevaux à la vitesse de 265 tours; elles commandent chacune par courroies deux dynamos donnant un courant total de 275 ampères.
- En raison de la faible largeur des rues, les conducteurs sont portés par des isolateurs fixés aux maisons, à une hauteur comprise entre le premier et le second étage. Les épissures comprennent des coupe-circuits fusibles.
- La distribution se fait d’après le système à trois fils avec feeders. La longueur totale des feeders est de 8 kilomètres. Le prix de revient de la canalisation principale a été de 45 francs par lampe de 16 bougies.
- Les lampes à gaz de la Queen Victoria street, à Londres, ont été remplacées par des régulateurs à arc. Cette installa-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- tion a été faite par la B rush Electrical Engineering Company.
- Les lampes à arc, au nombre de 26, sont réparties à droite et à gauche de la rue, à 40 mètres de distance les unes des autres. Elles sont placées à 6 mètres au-dessus du sol.
- La Brush Company a eu le bon goût d’abandonner l’ancien modèle à globe rond et d’enfermer les lampes dans une lanterne à six pans.
- Il y a à Londres une exposition allemande dont la lumière électrique constitue une des principales attractions. Les organisateurs de ce concours se sont ingéniés à imaginer des lustres tout nouveaux.
- Télégraphie et Téléphonie
- La Compagnie téléphonique de Stockholm vient de prendre une initiative fort intelligente et dont nous examinerons les résultats avec la plus scrupuleuse attention.
- Le prix de l'abonnement a été réduit aux extrêmes limites ,du possible. On ne demande par an que 15 francs; c’est à peine la valeur de l’entretien et de la dépréciation des instruments. Mais les appareils sont pourvus d’un compteur et les abonnés doivent payer 12 1/2 centimes par conversation. Ce système est beaucoup plus équitable qu’une taxe uniforme. Nous le signalons à qui de droit.
- La section de l’administration des postes de l’empire allemand à Francfort a été organisée sur un plan analogue à celui de l’administration française au Champ-de-Mars. On a cherché à donner une idée du développement du service en même temps que de son état actuel.
- A côté des instruments en usage dans les différents offices publics se trouvent les premiers appareils employés dans le même but. On remonte ainsi à l’année 1845, où le télégraphe Léonard a fait son apparition.
- Les appareils Siemens, qui ont vu le jour en 1847, n’arrivent qu’en troisième ligne. Le plus ancien Morse exposé remonte à 1846.
- La première ligne souterraine ayant une étendue notable a été inaugurée le 23 juillet 1876; actuellement les tableaux indicateurs lui donnent une longueur de 5847 kilomètres, avec une longueur de fil à peu près égale à celle d’un méridien terrestre, 39532 kilomètres.
- La progression est remarquable. En effet, le nombre de télégrammes, qui n’était que de 8 millions en 1832, s’élève aujourd’hui à près de 20 millions.
- Le tableau de la progression des téléphones ne date que de 1881, mais cette date, encore si récente, est trop éloignée popr qu'on puisse bien juger de l’extension prise par celte partie du service.
- E11 effet, l’établissement du premier téléphone interurbain n’a été inauguré que le 1" février 1882 entre Hambourg et Altona.
- C’est le 17 décembre 1883 qu’on a inauguré le premier téléphone réunissant deux Bourses, celle de Berlin et celle de Magdebourg; enfin le premier téléphone à longue portée mis à la disposition du public a été celui de Cologne à Dusseldorf.
- Il est bon d’ajouter que le premier téléphone établi en Allemagne pour l’usage urbain le fut à Mulhouse. Son inauguration eut lieu le 24 janvier 1881, et devança, par conséquent, celle de Berlin, qui n’eut lieu que le 1" avril de la même année.
- Nous avons déjà eu occasion de donner sur l’état actuel de l’exploitation des téléphones de l’empire allemand des détails sur lesquels il n’y a pas lieu de revenir.
- Nous trouvons dans le IVesiern Electrician de fort intéressants détails sur un fait très remarquable de télégraphie, dont nous avons déjà entretenu nos lecteurs. M. Stead, éditeur du Pall Mail Galette, a eu besoin de s’entretenir avec M. Henry Norman, correspondant de son journal, qui se trouvait à l’île Vancouver, sur la côte orientale du Pacifique, et qui était sur le point de s’embarquer pour le Japon.
- La conversation commença à 9 h. 7m. 30s., temps moyen de Londres, et dura jusqu’à 12 h. 11 m. Le temps de Vancouver étant de huit heures en avance sur le temps de Londres, il était 1 heure de l’après-midi à Vancouver lorsque la conversation commença, un peu plus de 4 heures lorsqu’elle se termina.
- La communication directe utilisait le réseau de la Compagnie canadienne du télégraphe du Pacifique de la IVestern Union et de la Compagnie commerciale transatlantique. La longueur totale de la ligne parcourue par l’électricité était de 7000 milles, partagée en quatre sections : Vancouver à Montréal, 2900 milles; Montréal à New-York, 500 milles; New-York au cap Canso, 1000 milles; du cap Canso à Londres, 2600 milles.
- L.e temps pris pour poser une question courte et recevoir la réponse ne dépassait pas une demi-minute. Le temps absorbé par la transmission à une pareille distance est pratiquement insignifiant. La conversation fut allongée par les tiers qui s’y mêlèrent.
- En effet, les éditeurs des principaux journaux de Montréal et de New-York ne manquèrent pas une si belle occasion pour télégraphier des compliments, la plupart du temps insignifiants, à Vancouver et à Londres. Il est certain que les physiciens, s’ils le demandaient, obtiendraient le meme concours pour mesurer directement la vitesse de l’électricité à cette énorme distance.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière
- nque
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XLI) SAMEDI 25 JUILLET 1891 No 30
- SOMMAIRE. — Le commerce des lampes à incandescence; Frank Géraldy. — Mesure de l’éclat de l’arc électrique et de quelques autres sources lumineuses; J.-B. Baille et C. Féry. — L’éclairage électrique à Francfort; Jjacquin. — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Recherches récentes sur les radiations électromagnétiques; C. Raveau. — Le nouvel éclairage électrique de l’avant-port du Havre; G. Caire. — Chronique et revue de la presse industrielle : Méthode pour produire la lumière au moyen des courants de haute fréquence, par M. Tesia. — De l’application des courants alternatifs à la transmission du travail, par MM. Maurice Hutin et Maurice Leblanc. —Câbles J.-B. Williams. — Revue des travaux récents en électricité : Société française de physique (séance du 17 juillet 1891). — Expériences de décharge électrique dans le vide. — Emploi du téléphone comme appareil optique pour la mesure du courant, par M. Wien. — Influence de la température et de l’état moléculaire sur les propriétés du bismuth placé dans un champ magnétique, par MM. Drade et Nernst. — Sur la mesure de la radiation électrodynamique, par MM. Boys, Bricœ et Watson. — Quatrième et cinquième notes sur les observations des coups de foudre en Belgique, par MM. Evrard et Lambotte. — Bibliographie : L’Electricité dans la ferme, par M. Maximilien Ringelmann. — Faits divers.
- LE COMMERCE
- DES
- LAMPES A INCANDESCENCE
- La Chambre des députés, dans sa séance du 6 juillet, a voté un droit de 500 francs par 100 kilog. sur les lampes à incandescence entrant dans notre pays; M. Georges Berger avait vivement insisté pour que ce droit fût plus élevé encore. On lui a fort reproché son discours et son vote; M. Berger a pris position dans le sens libre échangiste, il est président de la ligue de défense des matières premières, il y a donc quelque inconséquence de sa part à demander une protection.
- Cela est vrai, mais que voulez-vous? M. Berger a fait en cette circonstance comme ont fait beaucoup de ses collègues placés dans la même situation : ils ont imité le chien de La Fontaine, qui, ne pouvant sauver le dîner de son maître, se résigna à en manger sa part.
- Ils ont vu à l’évidence que la Chambre était décidée à protéger à outrance ; tout en combattant de leur mieux cette mauvaise tendance, iis ont craint de jouer un jeu de dupes en laissant leurs commettants sans protection au milieu de cette protection universelle.
- Je ne sais si la tactique est bonne; bien des industries qui compten! absolument sur la pro-
- tection perdront beaucoup d’illusions à l’user; Ü eût peut-être mieux valu rester conséquent avec les principes : jecrois en particulier que l’industrie des lampes à incandescence gagnera peu de chose au droit qui vient d’être voté.
- Le marché des lampes à incandescence a énormément changé depuis quatre ans. On cotait alors les lampes communément 5 francs, on offrait 4 francs, 4,50 fr. comme prix réduit; on sentait bien qu’une baisse ne pouvait manquer de se produire; mais on ne la prévoyait pas si rapide et si grande. Aujourd’hui, la lampe vaut de 2,50 à 2 francs sur le marché, on en offre même à moins. La fabrication de la lampe à .incandescence comporte, comme on le sait, une part très considérable de main d’œuvre; il était naturel que les grandes fabriques prissent naissance d’abord dans les pays où la main d’œuvre est moins chère et en même temps l’industrie électrique suffisamment développée.
- L’Allemagne et les pays avoisinants étaient indiqués, mais une fois la baisse commencée, une fois qu’on eut reconnu qu'il était possiblede fabriquer à meilleur marché, il était bien certain que la France entrerait en action; et il existe en effet aujourd’hui parmi nous des maisons qui font bien, produisent beaucoup et ne reculent pas devant les produits étrangers.
- Dès lors, suivant la loi bien connue, le marché
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- ne dépend plus de la concurrence extérieure, mais bien de la concurrence intérieure. Puisque ces maisons ont pu lutter contre les étrangers, c’est que leur prix de revient n’est pas sensiblement plus élevé que celui du dehors.
- D’ailleurs, tout n’est pas dans le bon marché ; la qualité de la lampe a naturellement son influence. Parmi les lampes étrangères qui ont si bien écrasé le marché, beaucoup, qui se présentaient à très bas prix, étaient des lampes médiocres, inégales d’éclat, de peu de durée; on s’en est vite dégoûté pour revenir à des appareils un peu plus chers, mais beaucoup meilleurs.
- 11 me paraît que là est véritablement la clef de la question. 11 est impossible de revenir sur le prix; il est bas et restera bas. La protection accordée, qui ressort en définitive à environ 0,175 fr- Par lampe, ne suffira pas, je pense, à exclure les lampes étrangères; si elle y réussissait, les lampes françaises se multiplieraient, et la concurrence intérieure ramènerait les prix vers le même niveau, parce qu’au fond ce niveau est possible à maintenir et qu’une fabrication large, bien organisée, doit pouvoir s’en contenter. Ce qui donnera le succès., ce sera la qualité du produit.
- Par la qualité il faut d’abord entendre les propriétés générales de la lampe : régularité dans le voltage, blancheur de la lumière, durée longue, simplicité dans la pose, solidité dans la construction, et autres conditions qu’on peut supposer -aisément ; mais il faut aussi chercher des qualités plus spéciales, propres à satisfaire le goût et à prévoir les besoins du public consommateur.
- Le public commence en effet à avoir un goût en fait de lumière électrique; il y a peu de temps encore, il acceptait tout ce qu’on lui donnait; on ne pouvait guère d'ailleurs lui offrir beaucoup de variété; aujourd’hui, il a déjà vu, comparé, et il a ses préférences nettes.
- Certaines formes de lampes, certaines dispositions de filaments sont plus demandées. A Paris, en ce moment, la mode semble être du côté des filaments enroulés en boucle; le simple fer à cheval est froid d’aspect; on préfère l’enroulement plus resserré, donnant la lumière par un foyer plus restreint et qui semble plus brillant. En général on veut des lampes de petit volume.
- Pour les types lumineux, le goût se modifie également; les lampes de 10 bougies ont été d’abord demandées presque uniquement parce qu’une de ces lampes se substitue tout naturelle-
- ment au bec de gaz; on commence à bien accepter la lampe de 16 bougies et les types supérieurs, ce qui est un bon résultat, parce que ces lampes sont en réalité meilleures et d’un rendement plus avantageux que les trop petites unités.
- La fabrication devra être assez souple pour se prêter à ces désirs du public et à leurs changements probables; j’ajoute qu’elle devra s'efforcer de prévoir les besoins.
- Jusqu’ici le travail de perfectionnement des lampes, assez peu développé du reste, s’est porté uniquement vers la solidité et la durée; on a donné assez peu d'attention à la valeur de la lampe comme instrument de travail, c’est-à-dire à sa consommation d’énergie.
- Toutes les lampes actuelles de 10 bougies sont à peu près dans les mêmes conditions à ce point de vue et consomment environ 4 watts par bougie; quelques-unes sont un peu au-dessous. Je n’ignore pas que beaucoup de fabricants annoncent des résultats plus avantageux, et dans le fait s’il s’agit d’un petit nombre de lampes on en obtient assez bien qui marchent à raison de 3,5 watts et même moins (j’entends des lampes à 100 volts), mais si l’on entre dans la grande fourniture, on remonte au chiffre de 4 watts indiqué.
- La raison est qu’actuellement on n’est pas parvenu à abaisser la consommation sans réduire en même temps la durée; cet élément ayant été longtemps très important, en raison du haut prix de la lampe, on craint de mécontenter le consommateur en le sacrifiant.
- Le calcul le plus simple montre cependant qu’en tenant compte du prix ordinaire de l’électricité à Paris, à lumière et à prix égaux, une lampe consommant par exemple 30 watts et durant 500 heures serait sensiblement plus économique qu’une lampe consommant 40 watts et brûlant 1000 heures. 11 est vrai qu’ii est assez difficile de faire des lampes de 10 bougies travaillant à 100 volts à raison de 30 watts et marchant bien, même à durée réduite ; l’économie qu’on a pu obtenir jusqu’ici est moindre, et on a craint sans' doute qu’elle ne fût pas assez apparente pour être appréciée du consommateur.
- Il faut ajouter que les compagnies d’électricité n’ont pas jusqu'ici poussé dans cette voie. Comme elles fournissent l’énergie au compteur, il semble en effet qu’elles n’y ont pas intérêt, et qu’il vaut mieux pour elles user de lampes consommant beaucoup plus. Si cette considération peut
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- entraîner à l’origine et même avoir alors sa valeur, il n’est pas douteux qu’au bout de quelque temps l’intérêt bien compris de la Société s’identifie avec l’intérêt de l’abonné.
- Ce qu’il faut en effet atteindre en fin décompté, c’est la satisfaction du consommateur, qui s’obtiendra en lui donnant plus de lumière à plus bas prix; le besoin de clarté, comme les autres du reste, n'est pas limité; en tout cas nous sommes extrêmementloin, avec nos éclairages, d’approcher de la clarté du jour, qu’on pourrait donner comme limite; plus nous offrirons, plus on prendra. Les sociétés n’ont donc pas à craindre, en se servant de lampes d’un meilleur rendement économique, de voir diminuer leurs recettes; il y a presque certitude, au contraire, que c’est là un des bons moyens de les augmenter. C’est en tout cas pour le fabricant de lampes une des principales conditions de supériorité. Je n'ignore pas les difficultés pratiques que l'on rencontre dans cette voie, mais elles ne sont nullement insurmontables, et j’estime que dans la situation actuelle du marché le succès est à ce prix.
- Frank Géraldy.
- MESURE DE L’ÉCLAT DE L'ARC ÉLECTRIQUE
- ET DE
- QUELQUES AUTRES SOURCES LUMINEUSES
- La formule qui donne la quantité totale de lumière reçue par une surface s éclairée par une surface lumineuse s' placée à une distance D assez grande est
- Q = E cos <f cos 9',
- tp et cp' étant les angles faits par les surfaces éclairée et éclairante avec la droite qui joint leurs centres.
- La plupart des méthodes photométriques reposent sur l’égalité des éclairements et on fait généralement tomber les rayons des deux sources sur le photomètre suivant la même incidence.
- Quand l’égalité est obtenue entre l’étalon et la source inconnue, on a
- I D'a . , r
- p =-jjj- avec I =Js.dEi
- Cependant, si le plus souvent l’intensité totale est seule utile à considérer, il est indispensable dans quelques applications de déterminer le facteur E seul. Nous ne citerons que le cas des appareils de projection où E doit être augmenté autant que possible au détriment de s.
- Dans d’autres cas, au contraire, on augmente s en diminuant l’éclat au moyen de globes dépolis, comme cela a lieu pour les lampes à arc, où l’éclat excessif du point lumineux fatiguerait l’œil et donnerait lieu d’autre part à des ombres nettement tranchées et d’un effet peu harmonieux.
- Pour arriver à mesurer cet éclat en chaque point de la source de lumière, nous avons employé une disposition optique très simple, qui nous a donné d’excellents résultats pour d’autres études; c’est la facilité d’emploi de cette méthode qui nous engage à le décrire.
- Une lentille achromatique L forme une image
- réelle de la lumière en étude sur un écran E portant un diaphragme rotatif. Les différentes ouvertures de ce diaphragme ont des surfaces qui ont été préalablement mesurées avec soin.
- Les rayons passant par ce petit trou forment un cône parfait donnant sur le photomètre une tache blanche circulaire.
- Le photomètre lui-même est constitué par un prisme blanc de porcelaine doucie, recevant d’un côté les rayons d’une lumière quelconque B qui n’a besoin que d’être constante, et de l’autre les rayons ayant passé parle diaphragme. Une lunette C permet de saisir facilement l’égalité d'éclairement des deux surfaces.
- Soit s la surface du diaphragme employé pour la carcel et D la distance à laquelle elle se trouve du prisme, s' et D' les mêmes facteurs pour une lumière inconnue, on aura _
- Eïf* p°ur la carcel, Q = Ë' ^ pour l’autre lumière.
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
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- d’où
- E' _ CPs E _ D*s'’
- et si nous prenons E (éclat de la carcel au centre de la flamme) pour unité,
- E' -
- ........... D>i'
- Cette possibilité d’obtenir l’égalité en agissant
- sur les deux éléments D et 5 donne aux mésures une grande facilité (*); de plus l’emploi de la lumière fixe B tout à fait analogue à la tare de la méthode de la double pesée élimine plusieurs causes d’erreur et des difficultés expérimentales qui résulteraient de l’emploi de deux lentilles, une pour l’étalon et l’autre pour la source en étude.
- Intensité horizontale
- Eclat
- Nature de la source
- en carcels
- en carcels
- Forme du-corps éclairant
- Bougie ordinaire
- 0,15
- Lampes à pétrc le ....
- Mèche plate (long. 50 mm.) 2,10
- Mèche ronde (diam. 25 mm.) 2,8
- Gaz
- Electricité
- Divers
- Bec Papillon............... 0,64
- Bec Bengel.................. 1,10
- Bec à toile de zirconc.... 1,39
- Face........................ 0,35
- Profil..................... 7,2
- Centre..................... 0,96
- Bords....................... 1,52
- .......................... 0,9
- I Lampe àineandesc. (Gérard) 0,72 .............................. [,25
- J , Charbon positif (cratère).... 20 000 environ.
- ! Lampe à arc........ ? z — à 3 mm. du cratère.. 5 000 —
- \ A — négatif (cratère)............ 7 000 —
- Lumière Drummond
- Magnésium........
- Carcel...........
- ?
- Extrémité du dard gazeux ..
- Chaux à 5 mm. de l’extrémité du dard.................
- 1
- 9'
- o,53
- 5G3
- La distance entre l’écran E et la lentille étant fixe, il faudra toujours placer la lumière à étudier au même endroit pour obtenir son image nette sur l’écran.
- La lumière A, la lentille L et l’écran E sont
- placés sur un même support; tout l’ensemble peut s’approcher ou s’éloigner du prisme P, et la
- (’) Cependant la surface du diaphragme doit être assez petite, car nous avons trouvé par des expériences directes
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- JOURNAL UNIVERSEL UÉLECTRICITÉ
- distance D figurant dans la formule est celle mesurée de E à l’arête du prisme.
- Nous mettons sous les yeux du lecteur quelques chiffres tirés d’une étude des éclats effectuée par les élèves travaillant au laboratoire d’optique de l’École de physique et de chimie de la Ville de Paris.
- Les résultats obtenus montrent avec quelle facilité cette méthode se plie aux mesures les plus diverses.
- J.-B. Baille.
- C. Féry.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- A FRANCFORT-SUR-MEIN
- . Une des plus importantes installations électriques de Francfort sur le Mein est sans contredit l'éclairage électrique de la gare centrale.
- Cette gare est de construction toute récente, puisqu’elle a été inaugurée le 18 août 1888 pour remplacer plusieurs petites gares partielles devenues insuffisantes par suite de l’accroissement continuel dans la circulation de la ville. Elle se compose en réalité de deux gares bien distinctes et éloignées d’un kilomètre l’une de l’autre, la gare des voyageurs et la gare des marchandises.
- 11 est évident que dans une installation destinée à répondre aux exigences modernes l’électricité ne pouvait manquer d’être appelée à jouer un rôle important. Nous ne signalerons que pour mémoire les services télégraphique et téléphonique ainsi que les signaux, branches des chemins de fer dans lesquelles l’électricité règne depuis longtemps en maîtresse. C’est sur l’éclairage électrique que nous voulons nous arrêter.
- que dans la carcel, ainsi que pour toutes les autres lampes à mèche ronde), l’éclat est très variable du centre au bord ; il est donc indispensable de ne pas dépasser certaines dimensions.
- L’expérience nous a montré que la flamme de la carcel reproduite grandeur naturelle sur l’écran, le diamètre du diaphragme ne doit pas dépasser 2 millimètres. Les erreurs faites en admettant que l’éclat est constant dans cette petite région du centre de la flamme sont alors au-dessous de la limite d’exactitude des mesures photométriques.
- L’emploi forcé de petits diaphragmes, en diminuant l’intensité lumineuse des surfaces à comparer, oblige à quelques précautions expérimentales ayant pour but de s’opposer à l’introduction dans la chambre photométrique des plus petites quantités de lumière étrangère qui viendraient troubler les mesures.
- Le port de Francfort emploie depuis longtemps l’eau sous pression pour les différents services de manutention. C’est probablement ce qui a donné l’idée d’utiliser pour la nouvelle gare la puissance hydraulique comme force motrice, aussi bien pour actionner les machines électriques que pour faire fonctionner les appareils de manutention.
- La chose une fois [décidée, on établit sur la rive droite du Mein, à environ 1 kilomètre et demi de la gare, une usine destinée à comprimer l’eau à la pression voulue. A cet effet, deux machines à vapeur de 700 chevaux actionnent chacune une pompe de la même puissance. Les moteurs sont horizontaux et à triple expansion; les pompes comportent également trois cylindres, accouplés directement aux cylindres des machines à vapeur par les tiges des pistons.
- L’eau est puisée dans le Mein et se trouve comprimée à une pression de 75 atmosphères dans deux grands accumulateurs hydrauliques d’où partent deux conduites se rendant l’une à la gare des marchandises et l’autre à la gare des voyageurs. Ces conduites sont en fonte, d’un diamètre de 150 mm. à leur sortie de l’usine; elles se subdivisent ensuite en tuyaux plus petits. Le soir, les deux pompes sont en activité, tandis que pendant la. journée une seulement est en marche.
- Occupons nous d’abord de la gare des voyageurs. Une vingtaine d’ascenseurs y sont installés pour le transport des bagages et surtout des colis de la poste. Ils fonctionnent avec l’eau à la pression de 75 atmosphères et sont manœuvres par le moyen d’une petite station située dans un des tunnels du sous-sol, où se trouvent les valves d’admission. Pour faire monter ou descendre un ascenseur, l’employé n’a qu’à appuyer sur une pièce placée dans la cage. Un contact électrique se trouve ainsi formé, qui envoie le courant à la station de manœuvre, où une fenêtre sê trouve plus ou moins découverte. Devant chaque valve est une fenêtre en relation avec un ascenseur. Deux hommes se tiennent en permanence devant les valves et les ouvrent dans un sens ou dans l’autre, au moyen d’une manivelle, lorsque les fenêtres correspondantes sont démasquées.
- L’éclairage de la gare des voyageurs, qui s’étend sur une longueur de.5 kilomètres, a été confié à deux stations distinctes, désignées par 1 et 2, la station 1 desservant les bâtiments intérieurs, et la station 2 le hall et les voies.
- La station 1 se trouve dans le sous-sol de la por-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- tion de gauche du bâtiment, du côté de la façade. On y voit deux moteurs à eau de 150 chevaux, fournis par la maison Koppe de Berlin. Ces moteurs sont horizontaux ; l’eau y entre à la pression de 75 atmosphères et possède à sa sortie une pression de 3,5 à 4 atmosphères. Chaque moteur actionne deux dynamos accouplées directement sur l’arbre, une de chaque côté du motçur. Les dynamos sont du système Siemens, avec commutateur sur la périphérie de l’anneau, du type de 75 kilowatts, pouvant fournir 120 volts et 625 ampères à la vitesse normale de 150 tours par minute.
- Le tableau de distribution est très simple; il comprend des voltmètres et des ampèremètres pour chaque machine, et un avertisseur de tension faisant marcher une sonnerie lorsque la différence de potentiel est trop haute ou trop basse de plus de quelques volts. Outre les interrupteurs destinés aux divers circuits d’utilisation, deux commutateurs permet tent de cou pler les deux dynamos de chaque groupe, soit en tension, soit en dérivation.
- Les machines sont généralement couplées en tension, en faisant tourner le moteur à demi-vitesse, soit environ 80 tours par minute, de façon à n’obtenir que 120 volts. En marche ordinaire il n’y a qu’un groupe qui travaille; les deux dynamos fournissent alors un courant d’environ ôooam-pères, j c’est-à-dire qu’elles travaillent à moitié charge, l’autre groupe restant au repos comme réserve. Ce sont là des conditions très bonnes pour la régularité de fonctionnement des dynamos et des moteurs.
- Un régulateur automatique est installé sur chaque dynamo pour maintenir la tension constante, mais il n’est pas employé. On trouve qu’il est plus simple de faire la régulation à la main en agissant sur l’admission de l’eau dans le moteur, et par suite sur la vitesse de rotation de la dynamo. Les variations de tension ne sont d’ailleurs ni rapides ni fortes, caria consommation ne varie guère; presque toutes les lampes étant allumées et éteintes en même temps.
- La station alimente environ 1000 lampes à incandescence, généralement de 16 bougies, sauf quelques-unes de 25 ou 32 bougies; ces lampes sont disséminées dans les différentes salles du bâtiment. L’aménagement intérieur est très soigné; les lampes sont placées sur des lustres élégants. Six à huit lampes à arc situées sur le trottoir à l’entrée de la gare reçoivent également le
- courant de la station 1, deux arcs étant montés en tension sur les 120 volts. Ces arcs se trouvant très rapprochés de la station recevraient une tension trop forte si on ne leur avait adjoint des rhéostats additionnels placés à l’usine. Les lampes, tant à arc qu’à incandescence, sont toutes du système Siemens.
- Les réseaux de deux compagnies différentes, celle des chemins de fer de l’Etat et celle des chemins de fer de Hesse se trouvent desservis par la gare, qui comporte également des services indépendants, tels que la Poste. Afin que chacun de ces consommateurs de lumière payé suivant Sai dépense, on a installé à la station des compteurs de quantité système Aron, qui enregistrent la consommation de chacun d’eux.
- La station 2 est située dans le sous-sol, à côté de la chambre de manœuvre des ascenseurs, c’est-à-dire sous l’aile gauche, mais assez loin de la façade. On y retrouve deux moteurs à eau de 150 chevaux semblables à ceux de la station 1, mais n’actionnant chacun qu’une seule dynamo, d’ailleurs du même modèle que celles de la station 1. Les dynamos travaillent à pleine charge à leur vitesse normale de 150 tours par minute, fournissant un courant de 623 ampères sous une tension de 120 volts, la même que précédemment. En général il n’y a qu’un des deux groupes en marche.
- La station 2, servant à l’éclairage du hall et des espaces découverts de la gare ne fournit le courant qu’à des lampes à arc, disposées sur de longs poteaux en bois utilisés également pour supporter lès fils télégraphiques et les deux conducteurs pour la lumière. La distance de l’usine aux lampes est assez grande et. dépasse souvent deux kilomètres. Dans ces conditions, la ligne offre par elle-même une résistance assez forte. Des 120 volts produits à la station, les deux arcs en tension ne reçoivent guère que 100 volts; il est donc inutile d’intercaler une résistance additionnelle.
- A l’usine il existe autant de commutateurs et d’indicateurs de courant qu’il y a de paires d’arcs. On y trouve également un poste d’appel, semblable àjcelui employé dans certains systèmes téléphoniques- et constitué par des plaques numérotées correspondant aux différentes lampes à arc. Au repos, ces numéros sont cachés par un volet. Lorsque le service de l’exploitation désire que telle lampe soit allumée il envoie un courant, qui fait tomber le volet correspôndant et dé-
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- couvre le numéro de l’arc, qui est alors mis en circuit; l’ouvrier de la station sait ensuite à quelle heure il doit l’éteindre.
- A la gare des marchandises, le principal emploi de l'eau sous pression consiste dans la manœuvre des cabestans; le reste est utilisé dans deux petites stations d’éclairage électrique désignées par les numéros 3 et 4. La station 4, qui procure la lumière aux endroits les plus éloignés de la gare, est en tous points identique à la station 3. Nous nous contenterons donc de décrire celle-ci, qui se trouve dans un rez-de-chaussée.
- Elle possède deux moteurs à eau de chacun 40 chevaux, du même système que les moteurs de 150 chevaux, et tournant comme eux à la vitesse de 150 tours par minute. Chaque moteur actionne au moyen d’une transmission par courroie une dynamo Schuckert, type à disque de 24 kilowatts, pouvant donner 200 ampères sous une tension de 120 volts, à la vitesse de 500 tours par minute.
- D’ordinaire il n’y a qu’une seule dynamo en service, et à pleine charge. La moitié du courant est employée pour alimenter 200 lampes à incandescence servant à l’éclairage des magasins; les roo ampères restant sont pris par des lampes à arc. On trouve également quelques lampes portatives destinées à l'éclairage des wagons en chargement ou déchargement. La station 4, au contraire, ne dessert que des lampes à arc.
- Ici encore la régulation n’est pas effectuée électriquement, mais simplement par l’admission de l’eau dans le moteur. Les lampes à arc, du système Siemens, sont montées par deux en tension, sans rhéostat additionnel. Toutes les lignes sont aériennes et en fil de cuivre.
- Nous avons vu que. l’eau après la détente au sortir des moteurs possède encore une pression de 2,5 à 3 atmosphères ; cette eau est utilisée pour l’alimentation de toutes les chaudières des locomotives ; dans la gare des voyageurs elle assure également le service de toutes les conduites d’eau de l’établissement. De ce côté l’emploi de l’eau comme force motrice est avantageux, puisqu’il dispense d’établir des puits ou des pompes, nécessaires sans cela pour approvisionner d’eau la gare.
- Quoique le mode de distribution de l’énergie mécanique au moyen de l’eau sous pression soit déjà ancien, nous croyons que c’est la première fois qu’on en ait fait l’application à l’éclairage, électrique. A ce point de vue, l’installation de la'
- gare de Francfort présente l'intérêt qui s’attache toujours aux premiers essais industriels d’un système nouveau.
- Malheureusement on ne peut dans ce cas que regretter le choix de l’eau à haute pression pour les moteurs destinés à l’éclairage électrique, car c’est lui qui est cause du fonctionnement assez médiocre de cet éclairage à la gare de Francfort. Les ingénieurs de l’exploitation nous ont dit que dans les premiers temps (après la mise en route) il se produisait dans la marche des moteurs hydrauliques de nombreuses irrégularités amenant des variations considérables dans la lumière et même des extinctions complètes. Les perturbations étaient si fortes que l’on se vit dans la nécessité d’adjoindre à l’électricité un agent auxiliaire d’éclairage. De sorte que l’on peut voir tous les soirs, au milieu des lustres de lampes à incandescence ou à côté des arcs, brûler des lampes à pétrole.
- Ces antiques luminaires offrent un piteux contraste avec la lumière électrique et ne produisent pas un bel effet dans la décoration des salles.
- Cette installation a nui certainement au développement de l’éclairage électrique à Francfort, car le public, qui ne voit que les effets sans en discerner les causes, a attribué à l’électricité les défauts de la lumière, alors que la force motrice seule en était responsable. Car, nous le répétons, il n’y a que le système hydraulique de défectueux ; tout le matériel électrique, sorti des maisons Siemens et Schuckert, est excellent.
- Qn a si bien reconnu les inconvénients dés moteurs à eau qu’on songe déjà à les abandonner pour les remplacer par des machines à vapeur. Une autre combinaison qui à été proposée consisterait à pourvoir à l’éclairage de la gare au moyen de la grande usine centrale que la municipalité doit installer prochainement pour l’éclairage de la ville de Francfort.
- Qu'on adopte l’une ou l’autre solution, nous espérons que les lampes à pétrole vont bientôt disparaître pour faire place à un éclairage vraiment digne de la nouvelle gare de Francfort.
- A côté des pompes servant à l’éclairage de la gare se trouve le port municipal de Francfort, comportant d’importants entrepôts et magasins.
- Le port du Mein est éclairé depuis 1889 à l'électricité. Mais ici l’on n’a pas employé, comme à la gare, des moteurs à eau pour actionner les dyna-
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- mos, quoique les accumulateurs hydrauliques qui servent à la manutention eussent pu fournir très facilement l'énergie nécessaire. On a préféré installer une petite usine à vapeur provisoire, en attendant que la grande station municipale, construite dans les environs soit mise à contribu- / tion pour l’éclairage du port. L’usine génératrice d’électricité est un petit bâtiment situé sur la rive droite du Mein et dans lequel se trquve une machine demi-fixe fournissant de la vapeur aux différents moteurs.
- L’usine est divisée en deux parties bien différentes. D’un côté, deux machines à vapeur verticales de 25 chevaux actionnent chacune une dynamo à courants alternatifs Zipernowsky produisant une tension de 2000 volts. De l’autre côté, deux dynamos Schuckert à courant continu sont mises en mouvement par deux moteurs de 20 chevaux.
- Les dynamos à courant continu marchent à la tension de 65 volts. Elles alimentent surtout des lampes à incandescence placées dans l’intérieur des bâtiments avoisinants, ainsi que quelques lampes à arc situées dans un périmètre assez rapproché.
- Les arcs sont branchés en dérivation, avec une résistance additionnelle, sur le même circuit qui sert à l’incandescence. Le tableau de distribution se compose simplement de voltmètres, ampèremètres et commutateurs. Les dynamos peuvent être couplées en parallèle, mais une seule suffit généralement pour assurer le service. La différence de potentiel est maintenue constante en réglant à la main un rhéostat placé dans l’excitation.
- Le tableau de distribution pour le courant alternatif est plus compliqué. Un commutateur, avec les lampes indicatrices de phase permet de faire marcher les deux alternateurs séparément ou de les coupler en quantité, quoiqu’il n’y ait généralement qu’une machine en marche. Des voltmètres Cardew sont branchés sur le circuit secondaire de deux transformateurs servant à l’éclairage de l’usine. La tension est maintenue constante par le régulateur automatique Zipernowsky à cuvette, déjà décrit dans cette revue. L’on peut également régler à la main l’excitation des alternateurs par des rhéostats.
- Lecourant, qui possède une tension de 2000 volts est envoyé, par des lignes aériennes, sur les quais et autres parties éloignées du port, tant sur la rive
- droite que sur la rive gauche du Mein. Aux points d’utilisation sont placés des transformateurs Zipernowsky réduisant la différence de potentiel à 65 volts.
- Le circuit secondaire des transformateurs comprend surtout des lampes à arc placées au haut de poteaux, et branchées en dérivation, en même temps que quelques lampes à incandescence, sur le circuit à 65 volts. Toute la partie de l’installation se rattachant aux courants alternatifs a été fournie par la maison Hélios de Cologne.
- La ville de Francfort possède deux parcs analogues à notre Jardin d’acclimatation : le Palmengarten ou jardin des palmiers, et le Jardin zoologiqué. L’électricité, introduite dans ces établissements depuis quelques années, a grandement contribué au maintien de leur prospérité. Les salles sont éclairées par des lampes à incandescence, ce qui leur permet de rester ouvertes le soir. Des lampes à [arc disséminées dans les jardins y produisent le plus heureux effet, notamment dans la salle où sont réunis les palmiers et autres arbres exotiques.
- Les petites usines alimentant ces deux installations sont à courant continu et n’oftrent rien de particulier, ce qui nous dispensera de les décrire.
- Après avoir parlé de l’éclairage des monuments publics, il nous reste bien peu de chose à dire sur l’éclairage privé. 11 n’existe encore actuellement aucune station centrale distribuant l’électricité aux particuliers.
- On sait que la municipalité a l’intention d’établir près de la gare une grande usine pour l’éclairage de la ville. Des expériences ont eu lieu l’année dernière à cet effet et vont se continuer cette année, de sorte qu’il faut espérer voir bientôt une distribution complète sillonner les rues de Francfort.
- Beaucoup de cafés et de magasins font usage de l’éclairage électrique en entretenant une usine génératrice chez eux. Aussi rencontre-t-on à Francfort un assez grand nombre d’installations domestiques, marchant généralement avec des moteurs à gaz. 11 est donc à présumer que les Franc-fortois adopteront avec empressement l’éclairage électrique, lorsqu’il sera mis à leur portée par des distributions d’énergie électrique.
- Ch. Jacquin.
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- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO (')
- L’armature de M. D. Southard est construite de façon à permettre de remplacer très facilement une bobine brûlée.
- A cet effet, l’anneau de l’armature est constitué
- Fig. 1. — Southard (1831). Armature démontable, vue de face.
- (fig. i à 5) par une série de plaques d enfilées sur des boulons d', qui les serrent entre les deux fonds c de l’armature, et profilées de manière à
- ménager en eE des redans sur lesquels on emmanche successivement les bobines de l’armature, qui s’y trouvent ensuite emprisonnées.
- Ainsi qu’on le voit, il suffit, pour retirer et remplacer l’un de ces enroulements, de rentrer l’un des fonds C sur l’axe de la dynamo et d’enlever la file de plaques précédant celle sur laquelle est enroulée la bobine. C’est une opération très simple et rapide.
- On peut faciliter encore cette manœuvre en
- Fig. 235. — Southard. Armature démontable, détail des bobines.
- constituant les fonds par des couronnes C (fig. 3) en plusieurs pièces boulonnées sur les étoiles de l’armature, dont on peut ainsi les détacher avec leurs enroulements.
- Les figures 4 et 5 représentent l’application de
- <.i;
- Fig. 6 et 7. — Clarke (1890). Armature lamellaire ventilée.
- ce mode de construction à l’armature d’une dynamo à disque. Les plaques, recourbées et de longueurs décroissantes de la circonférence au centre, sont assemblées à tenons et mortaises par
- (’) La Lumière Electrique du 20 juin 1891.
- des boulons radiaux d', et cerclées par une jante M.
- Afin d’assurer à son armature lamellaire une ventilation très énergique, M. Clarke en perce les disques d’ouverture D (fig. 6 et 7), dont la super-
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- position constitue une série de canaux Bx, que l'on relie à l’un des fonds de l’armature par des tubes F, pourvus de manches à vent H.
- Nous avons décrit à plusieurs reprises les ingénieux régulateurs électriques de M. îVillans f1) ; la figure 8 représente l’application d’un de ces
- •> rrrn.> >>>>>>
- Fig. 8. — Régulateur Willans (i888>.
- appareils au réglage d’une distribution par accumulateurs A. ,
- Dans cette disposition, H représente un cylindre
- hydraulique dont le tiroir G reçoit de l’eau sous
- (*) La Lumière Electrique, 21 novembre 18854
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- pression en son milieu, de manière que son piston abaisse ou soulève autour de Q le levier C, suivant que le solénoïde I, en série dans le circuit à régulariser, abaisse ou soulève le tiroir par son armature H.
- Plus C monte, plus il retranche d’accumulateurs du circuit.
- Tant que le potentiel reste à sa valeur normale, le levier C se trouve dans la position indiquée, ne touchant le contact B correspondant à ce potentiel que par son bras non isolé.
- Aussitôt que le potentiel augmente, le levier C amène son bras isolé D au, contact de B, de manière à exciter l’électro N, dont l’armature M, attirée de haut en bas, joint son action à celle du solénoïde I pour maintenir le tiroir G abaissé pen-
- 6
- Fig. 9. — Stanley et Shallenberger. Dynamo autorégulatrice, schéma des circuits.
- dant toute la durée du passage du bras non isolé de C du contact B au contact supérieur ; mais aussitôt que, dans ce mouvement, le bras isolé D quitte le contact inférieur, le courant cesse en N, et le tiroir G, ramené dans sa position moyenne par le ressort L, arrête le levier C, à moins que le potentiel soit encore trop élevé.
- On remarquera que les mouvements du tiroir G sont limités par le jeu des plateaux K dans les entailles P, entre des ressorts LL, qui tendent constamment à ramener le tiroir G dans sa position moyenne avec une force à peu près égale à celle développée par l’armature H quand le potentiel varie de la force électromotrice d’une pile A.
- Le principe du réglage à potentiel constant des dynamos de MM. Stanley et Shallenberger est facile à comprendre sur le schéma figure 9.
- L’armature porte trois enroulements A B et E. Les enroulements A et B, disposés à angle
- droit, sont reliés respectivement au circuit par lès collecteurs c c,, et aux inducteurs par le com? mutateur D; l’enroulement E, parallèle à B, est relié en série avec A, et passe avec B au plan maximum quand la force électromotrice est mi-nima en A. 11 en résulte que le courant de E augmente ou diminue celui de B suivant sa direction.
- Lorsque les lampes sont montées en dérivation sur le circuit Lj L2 le potentiel aux bornes de A tend à décroître quand on ajoute des lampes, de sorte qu’il faut, pour y maintenir le potentiel invariable, augmenter l’excitation du champ magné-
- Fig. 10. — Stanley et Shallenberger. Dynamo autorégulatrice.
- tique; mais on ne peut le faire sans une augmentation corrélative de l’intensité du courant dans le circuit des lampes, dans E, et, par conséquent, dans B, de sorte que la différence des potentiels en cc' restera sensiblement invariable. Réciproquement, la tendance à une augmentation du potentiel par l’enlèvement d’une lampe sera aussi supprimée par la diminution du potentiel en B, corrélative de celle de l’intensité en E.
- Si l’on veut, au contraire, maintenir l’intensité constante dans le circuit, le champ magnétique de la dynamo doit varier en raison inverse de la résistance du circuit ou de l’intensité en E, que l’on doit aiors enrouler en antagonisme de A.
- On reconnaîtra facilement sur la figure 10, indiqués par les mêmes lettres, les principaux or-« ganes du schéma figure 9.
- i Les deux bobines A et B, enroulées sur des anneaux distincts, tournent à l’unisson dans Un
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- même champ magnétique N S, aux inducteurs duquel B est relié par un commutateur D et les balais dtd2, tandis que A est relié au circuit des lampes par les collecteurs ccx et les balais c3.
- La bobine régulatrice E, reliée en série au cir-
- cuit extérieur, est enroulée sur un diamètre de l’anneau de B, et dans un sens tel que toute variation du courant en E augmente ou diminue l’intensité du champ inducteur et son action sur B, suivant la direction de ce courant. ;
- ’S, S
- SSÏea <fn^; ® (’Tr- y ®: rTl: 1®
- Fig. 11 à 14. — Tomlinson (1890). Distribution par transformateurs locaux, ensemble de l’appareil, disjoncteur; élévation,,
- plan, vue par bout et coupe transversale.
- Cette disposition, qui peut s’appliquer au réglage de toutes les dynamos, présente, dans le cas des alternateurs, l’avantage de pouvoir maintenir à leurs bornes une différence de potentiel ou une intensité sensiblement constantes malgré de grandes variations dans le travail du circuit.
- L’appareil de M. Tomlinson, représenté par les
- figures 11 à 20 a pour objet d’assurer dans les distributions par transformateurs locaux la disjonction automatique de ces transformateurs à : mesure que le travail de leur circuit diminue.
- On a supposé, sur les figures, que Pon avait à contrôler un groupe de cinq transformateurs, dont un seul reste toujours en fonction. Les autres transformateurs ont leurs primaires et leurs se-
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- condaire’s aboutissant respectivenfient aux 'paires de contacts isolés cc, disposés au nombre de huit de chaque côté du bânc a, et commandés par les commutateurs dd d d, montés tous sur l’axe b.
- , Les bras de ce commutateur sont terminés par .des coins d, d, reliés électriquement entre eux, et
- qui pénètrent entre les peignes c, des contacts.^o» Le coin d, aboutit aux contacts des fils.primairçs et le coin d* à ceux des secondaires. ,
- L’ouverture et la fermeture des contacts de char que commutateur s’opèrent simultanément et très vite, par le choc des boulons e' e’, garnis de
- Fig. 15 et 16. — Tomlinson. Détail du disjoncteur.
- caoutchouc, sur les bras du commutateur. Ces boulons sont solidaires des flasques d’un lourd leviers, fou sur l’axe b, et porteur de galets e2e2 entre lesquels, au moment voulu, viènt buter le coin t, de manière à chasser le levier vers la gauche ou vers la droite autour de l’axe b. Lorsque f marche vers la droite, il rompt le circuit de son transformateur; il le ferme aü contraire quand il marche à gauche.
- Le chariot / reçoit son mouvement d’une chaîne sans fin g qui passe sur les poulies b et c (fig. 11 à 14) et cède, lorsque la roue b est libre de tourner sur son axe k, à l’impulsion de la corde l, à poids m. Le chariot f marche alors vers la gauche, et engage successivement les transformateurs.
- En temps ordinaire, la roue b est immobilisée par la prise des deux pignons p pavée les pignons 0 et n, dont l’un, 0, est calé sur l’axe A,..et l’autre;
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- n, est solidaire de h, qui ne peut alors tourner que si l'axe h tourne lui-même. Comme les pignonsp p sont calés sur un axe p', au bout d’un balancier <7, chargé d’un poids qz, on voit que cet enclenchement persiste tant que l’électro-aimant s n’a pas fait basculer q autour de q' en attirant son arma-
- ture s'/ou que le frein t”, à poids ru n’aura pas permis à Taxe h de tourner.
- Lorsque l’électro s agit, le poids m rappelle à gauche le chariot fet engage les transformateurs. Lorsque le frein n se desserre, et que s n’âgit pas, la corde t, chargée d'un poids plus lourd que m,
- Tomlinson. Schéma des circuits.
- entraîne par f et l’axe b le chariot vers la droite, et dégage les transformateurs en remontant le poids m. Le desserrage du frein n s’opère par l’attraction de l’électro-aimant u sur l’armature u' du levier v, qui soulève son poids r'.
- On a représenté en figure 17 le schéma du circuit. L’électro-aimant w se trouve dans le circuit secondaire du transformateur permanent, toujours
- en jeu ; il actionne deux armatures ^iv1w2, à con tacts de mercure. Tant que le courant conserve en w et dans le transformateur permanent sa valeur normale, l’électro w altire l’armature wu mais sans pouvoir attirer w2, à cause de son contrepoids wx, de sorte qu’il ne passe pas de courant dans les électros s et u du balancier et du frein.
- Quant l’intensité du courant augmente, c’est le
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- levier îü2qui ferme le circuit de s; quand l’intensité diminue, C’est w1 qui, lâché par w, ferme le circuit de u, en même temps que w maintient fermé celui de s.
- A la section centrale, les résistances xx empêchent la formation d’étincelles aux contacts de mercure, et les sonneries y y avertissent de la fermeture de ces contacts : un indicateur y confirme cet avertissement.
- Le poste central ainsi averti ferme alors r2 ou rt,
- Fig. 18 et 19.— Tomlinson. Détail de la fiche de sûreté.
- de façon à envoyer en s ou en u un courant assez fort pour leur faire accomplir leurs fonctions. Les commutateurs rt et r2 sont conjugués de manière qu’on ne puisse fermer l’un sans ouvrir l’autre.
- L’appareil représenté par les figures 18 et 19 a pour objet de parer à tout danger d’échauffement des contacts cc par le fait de poussières, etc. empêchant leur parfait fonctionnement. Cet appareil consiste en une fiche que l’on enfonce dans les douilles fendues de l’embase c’ (fig. 15) des plaques cc; elle est constituée presque entièrement de fibre vulcanisée, avec manche en bois, et porte
- deux contacts en métal A, A2 que l’on enfonce dans les douilles c’. Ces bouchons, garnis à l’intérieur d’une couche de paraffine A et remplis de mercure, sont fixés à leur socle de vulcanite par
- Fig. 20 et 21. — Alterno-moteur Parcelle (1891).
- des boulons B B, qui les relient respectivement aux plaques métalliques Ci et C2 et à leurs tiges Dt et D2, plongées dans le mercure des bouchons. Lorsque les plaques Ct ou C2 s’échauffent par leur conductibilité, leurs tiges Dt D2 fondent la paraffine des bouchons, qui mettent le commutateur D en court circuit, parce que le courant passe alors
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- librement d’un bouchon à l’autre par son mercure et les plaques Q C2.
- L’appareil Tomlinson présente toute sécurité, car il ne peut dégager les transformateurs qu’avec le concours des deux électros s et u, et sans remonter le poids m, destiné à les rengager ensuite, de manière que l’action de l’électro-aimant s effectue toujours ce rengagement, quel que soit alors l'état de l’électro u et du mécanisme moteur.
- L’armature de l’électro-moteur alternateur multipolaire de M. A.-L. Parcelle, représentée par les figures 20 et 21, est constituée par un anneau en ferdouxC,enroulé comme une armature Gramme de 48 bobines divisées en huit groupes de six, minces, plates, enveloppées d’un tambour en bronze Q calé sur l’arbre, et qu’elles entraînent dans leur rotation. Comme la force centrifuge tend à écarter ces enroulements des inducteurs on peut sans grand danger les rapprocher extrêmement des pôles N S.
- La denture du tambour assujettit latéralement les bobines de l’armature sans en interrompre la continuité.
- Les inducteurs sont fixés au tambour polygonal B ; leurs pôles sont alternativement opposés comme ceux d’aimants en U disposés radiale-ment.
- Les balais EF, écartés de 45°, peuvent s’orienter autour de l’axe. Le courant, dans chacune des divisions de l’armature, entre par le balai E, qui touche, par exemple, la lame 1 du collecteur, et sort par le balai F, qui touche alors la lame 7. Toutes les bobines, continuellement excitées, tendent à entraîner uniformément leur armature toutes dans le même sens, sans points morts, ni variation sensible du couple moteur.
- Le changement de marche s’effectue en tournant les deux balais de45°, en plaçant, par exemple, dans l’état figuré, le balai F sur la lame 7 et F sur la lame 1. Si l’on place ces balais sur o et 4 respectivement, le moteur s’arrête.
- On peut, au lieu de deux balais, en employer huit: une paire pour chaque électro-aimant NS, qui agissent alors chacun comme l’inducteur d’autant de moteurs distincts, et le réglage s’opère tfès facilement en détachant une ou plusieurs de ces paires de balais.
- Gustave Richard.
- .RECHERCHES RÉCENTES
- SUR
- LES RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES
- Depuis la publication des expériences de Hertz, plusieurs savants se sont efforcés de les répéter et d’étudier les résultats obtenus. Les uns se sont occupés surtout de la discussion des expériences, les autres ont admis purement et simplement l’interprétation proposée par Hertz et ont cherché à reproduire avec les vibrations de grande longueur d’onde les expériences fondamentales de l’optique. Un grand nombre de ces travaux, d’ailleurs assez récents, n’ont pas encore été analysés dans ce journal; j'ai pensé qu’il y aurait quelque utilité à les réunir en un article général dont la lecture permettra de connaître rapidement l’ensemble des méthodes nouvelles et des résultats nouveaux. La Lumière Electrique ayant publié (* *) des comptes rendus très soignés des mémoires de Hertz au moment de leur publication, j’admettrai que le lecteur est au courant des principaux résultats obtenus par le célèbre physicien.
- Les méthodes de production des vibrations n’ont guère varié; à part quelques modifications insignifiantes, on ne trouve à signaler que l’excitateur sphérique de M. Lodge, qui prête à plusieurs remarques théoriques intéressantes. 11 serait injuste de ne pas dire queM. Lodge était arrivé, par des méthodes originales, à l’aide d’appareils tout différents, à étudier en même temps que Hertz les vibrations électriques de très courte période, mais j’ai omis à dessein de parler de ces expériences, qu’on trouvera du reste exposées ailleurs dans ce journal (2), et je me suis borné aux travaux qui procèdent directement de ceux de Hertz.
- On rencontre une plus grande nouveauté dans les méthodes d’étude des vibrations. On est arrivé à faire des études quantitatives, ce qui a permis de vérifier plus complètement l’action des réseaux, celle des miroirs métalliques et isolants et de donner une nouvelle preuve directe du fait que la vibration électrique est perpendiculaire aü plan de polarisation.
- D’autre part, les objections n'ont pas manqué;
- (.*) La Lumière. Electrique, t. XXV, p. 335, 584; t. XXVIII, p.486; t. XXX, p. 228, 328; t. XXXII, p. 38.
- (*) La Lumière Electrique, t. XXXII, p. 85, etc.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLEC TRICITE
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- on trouvera dans un article récent de M. Blon-din (*), l’exposé des idées théoriques qui ont guidé plusieurs savants; les questions soulevées sont trop compliquées pour que j’aie osé même émettre un avis; j’ai cherché seulement à exposer les arguments invoqués et les expériences faites.
- 1. — Production des vibrations électriques.
- M. Klemencic a produit des «rayons» au moyen de miroirs paraboliques construits exactement sur les données de Hertz, mais il a employé deux couples d’inducteurs de dimension différente pour la production des vibrations primaires. De l’un des couples, qui avait les dimensions indiquées par Hertz, on avait construit plusieurs exemplaires en métaux différents; le second couple était en laiton et deux fois plus long que le premier.
- Parmi les divers métaux employés à la construction des inducteurs primaires, le platine donne les résultats les plus constants. Le laiton ou le cuivre donnent également de bons résultats, mais avec ces derniers l’intensité diminue assez rapidement après qu’on les a nettoyés, tandis qu’avec le platine elle se maintient longtemps sans s’affaiblir. Dans toutes les expériences où l’on emploie un flux d’étincelles on a eu avantage à constituer les surfaces en regard du couple inducteur d’une lame de platine. On nettoie les boules avec du blanc d’Espagne et de i’alcool étendu.
- M. Lodge (2) excitedes vibrations électriques dans des cloches, des ellipsoïdes, des plaques elliptiques, des sphères ou autres corps conducteurs de forme géométrique définie, en évitant la complication d'un interrupteur à étincelles central. Pour cela il fournit l’électricité aux extrémités opposées du conducteur à l’aide de boutons de bouteilles de Leyde placés assez près pour qu’il se produise des étincelles; ces boutons sont également reliés aux extrémités d’une petite bobine de Ruhmkorff. Il se produit dans le conducteur des oscillations qui font naître une radiation dans l’espace environnant (fig. 1).
- Il y a plusieurs façons de disposer les bouteilles de Leyde; quelques-unes sont préférables. On peut, ou non, réunir les armatures extérieures entre elles. Quand on ne les réunit pas, on n’uti-
- P) La Lumière Electrique, t. XL, p. 101. (’) Nature, t. XLI, p. 462, 1890.
- lise qu’une fraction insignifiante de leur capacité, mais cette fraction est suffisante si la capacité des conducteurs n’est pas trop considérable.
- Le récepteur est un conducteur absolument semblable mis au sol par un point qu’on touche du doigt.
- On trouvera dans le second volume du livre de M. Poincaré, Electricité et Optique, la théorie de cet excitateur sphérique ; ce cas peut se traiter complètement, ce qui est un grand avantage sur l’excita-
- teurdeHertz; lalongueurd’ondeestégaleà R. étant le rayon de la sphère, ce qui jpermet de
- Fig. 1
- réaliser facilement des longueurs d’onde courtes. Le grand inconvénient de cet appareil est la rapidité avec laquelle s’éteignent les vibrations; il est difficile de faire des expériences d’interférence ayant un sens quand deux vibrations successives ont des amplitudes très différentes.
- En disposant trois sphères en série sans qu’elles se touchent, les boutons étant à l’extérieur, et en employant une quatrième sphère comme récepteur, on obtient des étincelles entre celle-ci et un canif à une distance de 3,70 m. environ.
- II. — Moyens nouveaux d’étude des vibrations
- ÉLECTRIQUES.
- On a cherché à augmenter la sensibilité du procédé employé pour étudier l’état du champ électromagnétique, procédé basé, comme on le sait, sur l’observation des étincelles qui jaillissent
- II
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- entre les deux boules du résonateur. Les nouveaux appareils se divisent naturellement en deux classes; ceux qui ne peuvent donner que des résultats qualitatifs et dont le seul but est de fournir une sensibilité plus grande, et ceux qui permettent de faire de véritables mesures de l’énergie dépensée en chaque point, ou tout au moins de donner des nombres qui varient dans le même sens que cette énergie.
- i. M. joubert a répété les expériences de Hertz en 1889, au laboratoire central d’électricité; le résonateur qu’il employait était rectiligne, formé de deux tiges de laiton assez courtes ; à la monture en bois qui soutenait les tiges était fixée une petite pièce de drap noir, qui facilitait l’observation des
- Fig. 2
- étincelles lumineuses. Ce résonateur est plus sensible que celui de Hertz.
- M. Barioniek (*) emploie de petites lampes à incandescence mises hors d’usage par la rupture du filament de charbon, et qu’il intercale entre les deux boules du résonateur de Hertz. 11 suffit d’attacher l’un des fils conducteurs à une des boules du résonateur. A ce point de rupture du charbon, on voit apparaître de petites étincelles vertes entourées d’une auréole. Si on touche la paroi du verre, il se produit un flux lumineux vers le point touché, qui acquiert une phosphorescence verte. Les lampes à incandescence se prêtent très bien à l’expérience, mais surtout celles qui ont servi longtemps.
- M. Blyth (2) prend un tube de caoutchouc à parois épaisses, de 10 pouces de long, 3/4 pouce de large, fermé à une extrémité B (fig. 2) et
- (!) Beiblcetier, t. XIV, p. 654, 1890.
- (*) Electrician, t. XXIV, p. 442, 1890.
- ouvert à l’autre extrémité A. Près de J'extrémité B sont vissés deux fils de cuivre épais C et D, qui Sont opposés diamétralement et dans le prolongement l'un de l’autre. L’extrémité du fil C porte une longue pointe conique et est polie avec soin ; l’extrémité du fil D est arrondie et polie également. Les autres extrémités des deux fils portent deux boules légères de cuivre. Chaque fil a environ un pied de long et le diamètre des boules est de trois pouces environ.
- Quand le résonateur fonctionne, l’ceil placé en A aperçoit comme un éclair brillant. Pour des expériences faites devant un auditoire, les fils C et D sont reliés aux quadrants d’un électromètre; toutes les fois qu’on voit des étincelles daris le tube, l’aiguille se met à osciller, pour s’arrêter quand les étincelles cessent.
- M. Dragoumis (*) a employé des tubes de Geissler pour rendre les actions des vibrations électriques visibles à distance. Ces tubes deviennent brillants sous l’influence directe des ondes émises par le primaire, quand on les tient à la main ou par l’intermédiaire d’un support isolant, au voisinage du primaire, dans une orientation convenable; d’autre part ils permettent de reconnaître la présence des vibrations électriques dans le conducteur secondaire; ils deviennent brillants quand on les réunit aux boules du résonateur. Enfin, la forme des vibrations dans le circuit secondaire, la position des nœuds et des ventres se déterminent commodément avec ces tubes, en réunissant l’une des électrodes à un point du conducteur, et laissant l’autre libre ou la mettant à la terre. Si le point du conducteur est un nœud, le tube reste obscur. Pour protéger le tube contre l'influence directe du conducteur primaire, on peut simplement l’entourer d’une toile métallique.
- M. Lodge emploie avec son excitateur sphérique un résonateur sphérique isolé ayant même diamètre (12,1 cm.); il tire des étincelles avec un canif. On pourrait essayer de prendre deux sphères et de faire jaillir entre elles des étincelles; cette disposition compliquée est moins sensible. Remarquons que le résonateur sphérique ne donnera absolument rien aux nœuds de la force électrique, tandis que le résonateur circulaire peut donner des étincelles lorsque son plan est normal à la force magnétique.
- O Nature, t. XXXIX, p. 548-549 (1889)..
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- On peut également construire un récepteur qui n'est pas sans analogie avec le faisceau des bâtonnets de la rétine; c’est, par exemple, une série de longs cylindres dont les diamètres varient aux environs de 12 centimètres, et la longueur de ceux qui résonnent mesure en quelque sorte l’intensité spécifique. Cet ensemble forme pour ainsi dire un « œil électrique » impressionnable entre certaines limites. 11 serait facile d’y joindre une lentille de poix ou de paraffine.
- 11 n’est pas nécessaire de supposer que les filaments rétiniens soient conducteurs pour rendre la théorie acceptable; un corps possédant un indice de réfraction considérable pourrait être le siège des vibrations électriques, et sa surface celui de traînées d’électricité, si on le soumettait à des radiations; or, on sait que l’indice de réfraction des bâtonnets est très élevé. Ils peuvent toutefois conduire électrolytiquement, et l’expérience montre qu'unesphère liquide (une goutte d’encre) répond à la radiation et donne une lueur quand on en approche une pointe.
- 11 se trouve que les diamètres des bâtonnets mesurés par divers physiologistes ne diffèrent pas beaucoup de ceux qui correspondraient aux périodes des vibrations lumineuses. Cette circonstance tend à confirmer la théorie de M. Lodge.
- 2. Passons aux appareils démesures; ce sont les mêmesque pour les radiations de courte longueur d’onde : le bolomètre et la pile thermo-électrique.
- L’appareil de MM. Rubens et RitterQ) repose sur la mesure de la chaleur dégagée par des courants alternatifs ou par des vibrations électriques dans un fil conducteur, mesure fondée sur l’observation de la variation de sa conductibilité; on peut l’appeler bolomètre pour les vibrations électriques.
- La forme du conducteur secondaire a été modifiée pour deux raisons. D’abord la forme du miroir n'était pas très exactement parabolique et les écarts étaient assez considérables pour qu’on eût, au lieu de la ligne focale idéale, un espace focal cylindrique de plusieurs centimètres de largeur. 11 était donc préférable d’employer un conducteur de plus grande section. De plus, il a semblé préférable de rendre plus voisin de l’unité le rapport des résistances des parties du conducteur secondaire placées respectivement en avant et en arrière
- (>) IViedemann's Annalen, t. XL»
- du miroir. Cette seconde partie a pour résistance 3 ohms; c’est la branche du bolomètre qui doit être traversée par la vibration et qui remplace le micromètre à étincelles de Hertz.
- On a choisi deux bandes de papier d’étain d’environ 33 centimètres de long et 10 centimètres de large, tendues librement (fig. 3), dont les extrémi-
- Kig. 3
- tés en regard sont munies d’une pointe mousse dans laquelle débouchaient les fils qui vont au bolomètre par l’intermédiaire de vis de pression ce’ ; les feuilles d’étain étaient fixées sur de petits cadres de carton, leur largeur regardant l’ouverture du miroir.
- Avec cet appareil on a une action quatre ou
- cinq fois plus forte que celle qu’a observée Hertz ; des lames de zinc de 1/2 ou 1/5 millimètre ont donné des résultats beaucoup moins bons. II peut se faire aussi que la surface inégale de l’étain se prête particulièrement bien à l’absorption des radiations électriques. D’ailleurs des essais faits avec des lames encore moins planes n’ont pas donné de résultat.
- Le bolomètre était celui qu’avaient décrit quelque temps auparavant MM. Paalzowet Rubens (1). Le bolomètre ordinaire doit être modifié de façon
- <‘) IViedemann’s Annalen, t. XXXVff, p. 529 (1889).
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- à pouvoir être traversé simultanément par le courant auxiliaire (fourni par les piles) et par les courants induits, sans que ces courants s’influencent réciproquement. Le pont de Wheatstone fournit un moyen de résoudre la difficulté. Soit A B C D (fig. 4) un parallélogramme formé de quatre seg-
- ments de fil égaux. Si à A et C on réunit les pôles d’une pile, il ne peut se produire entre B et D aucune différence de potentiel, et réciproquement. Donc deux courants qui traversent un parallélogramme de cette espèce dans le sens de deux dia-
- Fig. (5
- gonales, c’est-à-dire dans les directions de A à C et de B à D ne peuvent exercer l’un sur l’autre aucune influence.
- Insérons deux conducteurs ainsi composés comme résistance de comparaison dans un pont de Wheatstone (fig. 5), et après avoir réglé le pont faisons passer un courant quelconque, par exemple celui d’un téléphone transmetteur, dans la |
- direction de l’autre diagonale (B D) de l’un des conducteurs; nous obtiendrons une déviation du galvanomètre qui variera avec l’intensité du courant. Cette action ne dépend que de réchauffement; en effet, quand on fait passer un courant continu, si le pont est bien réglé, la déviation ne change pas de grandeur ni désigné avec la direction du courant.
- On réglait l’égalité des quatre parties de ; la résistance de comparaison au moyen d’un con-
- Fig. 7
- tact mobile à mercure LM. En G est un contact qui sert à régler le pont.
- Voici comment est réalisée la disposition : Sur une petite caisse de bois poli (fig. 6) est posé un couvercle fermant bien, sur le côté èxtérieûr duquel sont placés deux fils LM et P Q avec leur
- Fig 8
- contactà mercure (*). De ce côté se trouvaient également six bornes à vis B, D, G, H, E et F; B et D servent à amener le courant à mesurer, G et H sont reliées au galvanomètre, E et F amènent le courant auxiliaire J.
- Sur le revers du couvercle (fig. 7) se trouvent
- | (4) Les lettres se correspondent dans les figures 6 et 7.
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- *7.1
- les résistances de comparaison W2 W3 W4. W3 et W4 sont des fils de maillechort enroulés sur des bobines.
- La figure 8 représente le bolomètre réuni au conducteur secondaire. A est le miroir récepteur, B B' les feuilles d’étain vues de champ, g le galvanomètre, E la batterie, L M N P les quatre branches du pont de Wheatstone. La disposition adoptée pour L et M est nécessaire si on veut être sûr qu’aucune partie de la vibration ne passe par les autres branches du pont, ce qui aurait pour résultat de donner une déviation en sens inverse, ou tout au moins de diminuer l’effet observé. C’est ce qu’ont vérifié les observations faites avec un bolomètre simplifié.
- Avant de commencer l'expérience, on constituait les deux résistances L et M d’un fil de fer fin (0,035 mm. de rayon) et neuf que la grandeur de son coefficient de température (qui pour le métal employé s’élevait à 0,005 0 rend très propre à cet usage. Les résistances de L et M étaient 2,89 ohms, celles de N et P, 3 ohms.
- Pour faire le dernier réglage, on commençait par déplacer les contacts à mercure sür les fils fixés à la partie extérieure de la caisse qui protégeait contre le rayonnement. On plaçait ensuite l’appareil dans une seconde caisse et on l’entourait de ouate pour le protéger encore mieux contre les influences extérieures, mais on constata bientôt que cette méthode de réglage était insuffisante, à cause de la sensibilité extraordinaire de l’appareil. En mettant la main même sur la caisse extérieure, mais surtout en touchant aux fils du pont, on produisait des oscillations de température qui duraient longtemps et se traduisaient par une oscillation persistante de l’image dans la lunette. Cet inconvénient fut évité presque complètement par une disposition qui permettait de disposer le contact du pont principal en opérant à l’extérieur.
- Les oscillations qui se produisaient encore provenaient presque exclusivement de variations dans l’intensité du courant principal. On aurait pu les éviter presque complètement en employant des éléments constants, mais il y avait d’autres causes d’erreurs, en particulier la décharge inégale de l’inducteur, vis-à-vis desquelles la première était trop faible pour qu’on se fût occupé de la faire disparaître.
- Le courant était fourni par un accumulateur qui donnait 0,15 ampère dans les résistances. Le gal-
- vanomètre fut d’abord un appareil astatique à cloche de Siemens et Halske, et ensuite un galvanomètre astatique de Thomson, dont la résistance était de 5 ohms. On a pu, sans nuire à la constance du zéro, le rendre astatique, au point que la durée d’oscillation était de 6 secondes,; ce qui rendait le mouvement presque apériodique. Une division de l’échelle correspondait à
- 2,11. 10-9 amp.
- Pour la sensibilité, il y a deux coefficients à considérer, le coefficient E, relatif à la température, et le coefficient J, relatif au courant. Le premier est l’élévation de température, mesurée en degrés centigrades, d’une des branches du bolomètre, nécessaire pour produire une déviation d’une division du galvanomètre.
- On a pu la mesurer commodément avant et pendant chaque série d’expériences à l’aide d’une dérivation reliée à la résistance M du bolomètre, et indiquée dans la figure 8. Les points y et S étaient reliés d’une façon permanente par un second inducteur dont la résistance atteignait 3000 ohms, plus de mille fois, par conséquent, la résistance de M. La clé s permettait d’intercaler ou de supprimer à volonté dans le circuit une résistance de 30 ohms.
- On taisait varier ainsi la résistance de la dérivation de —î—, la conductibilité totale de la branche 100
- du bolomètre de —-1— . ce qui, pour un coeffi-100000
- cient de température de 0,0051, équivaut à une élévation de température du fil de fer de 0,002° environ.
- L’impulsion observée quand on ouvrait ou qu’on fermait la clé dépendait naturellement de l’intensité du courant auxiliaire; ce courant restait très sensiblement égal à 0,15 ampère et on observait une déviation peu différente de 70 divisions, ce qui donne pour le volume du coefficient
- 70
- Le coefficient du bolomètre de Langley est E= io° io~6.
- Le second coefficient est l’intensité du courant qui, en passant dans la résistance, l’échauffe de i° centigrade, c’est-à-dire donne une déviation d’une division au galvanomètre. Quand il s'agit
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- de courants alternatifs ou de vibrations, il faut prendre l'intensité moyenne.
- Avant d’indiquer comment on détermine J il faut dire en quelques mots comment on fait les lectures.
- Lorsqu’on met l’excitateur en activité, l’aimant prend un mouvement rapide qui, au bout de six secondes environ (durée de l’oscillation), s’arrête pendant quelque temps, pour, reprendre ensuite lentement jusqu’à la déviation définitive. On n’attendait jamais cette déviation, mais on lisait la valeur obtenue au moment du repos, au bout de six secondes.
- . Quand les oscillations de l’aiguille sont trop faibles, le mouvement de l’aiguille est toujours très lent et le moment de l’arrêt est difficile à
- \a ç &Éj iBBil \Æm
- h h
- Fig. 9
- constater. Dans ce cas on arrête l’excitateur au bout de six secondes.
- On admet, ce qui est très probable, que les écarts sont proportionnels à l’énergie électrique rayonnée; d’ailleurs, le fait est vérifié pour les courants constants: la moyenne de cinq expériences très concordantes donne pour le quotient i
- ^F= de l’intensite d’un courant passant dans le
- bolomètre de la même façon que les vibrations par la racine carrée de la déviation, la valeur
- J = 2,44 io—1 amp.
- M. Klemencic (*) a fait d’abord des mesures à l’aide d’un bolomètre, et non avec un pont double, comme celui des auteurs précédents, mais avec un bolomètre simple qui lui donnait, paraît-il, de très bons résultats, malgré l’avis contraire de MM. Rubens et Ritter.
- Toutefois, l’emploi des piles thermo-électriques lut sembla bien préférable; un ses grands avantages est qu’il dispense entièrement d’effectper
- (i) IViedemann's Annalen, mars 1891.
- une compensation de résistances. D’ailleursM. Klemencic espère obtenir, par un nombre convenabl e de fils et une combinaison de plusieurs éléments, une sensibilité beaucoup plus considérable et donner plus tard des résultats plus complets.
- Voici la disposition employée actuellement : Entre les deux extrémités en regard d’un inducteur secondaire est placé un élément thermoélectrique représenté par la figure 9; il est formé d’un fil de platine et d’un fil de «patent-nickeli»^). En c est la soudure où se rejoignent les deux fils. La distance ab est de 3 cm. et a c est à peu près égal à c b. En a et b les fils sont soudés à l’induc-r teur secondaire, en d et en e à un fil de cuivre de 1,2 mm. d’épaisseur (4 4) soudé lui-même aux inducteurs. L’élément total, y compris les inducteurs, est entouré de lames de verre, de sorte qu’il est préservé des courants d’air et des accidents (fig. 10).
- ri a c be
- Fig. 10
- Une couche d’ouate placée au milieu de l’élément, autour des lames de verre, est destinée à atténuer l’influence des variations de température extérieure.
- Les fils de cuivre sont reliés à un galvanomètre placé dans une chambre voisine, qui sert à observer les courants produits par les variations de température des soudures. Le fil de patent-nickel employé a un diamètre de 0,11 mm.; le fil de platine (à la Wollaston) 0,06 mm. Le pouvoir thermo-électrique de cette combinaison est de 24,3 microvolts pour i°. Un élément fer-patent-nickel qui possède un pouvoir thermo-électrique de 43 microvolt pour i° serait de beaucoup préférable si on pouvait donner aux fils une finesse suffisante. . .
- L’auteur voulait faire des expériences de comparaison ; il est assez difficile de les réussir si on n’emploie qu’un seul couple qu’on transporte en plusieurs endroits, parce que l’intensité de l’action dépend de l’état de la surface de l’inducteur primaire et que cet état varie très rapidement et n’est pas identique, même chaque fois qu’on vient de nettoyer.
- (!) C’est un alliage métallique préparé par MM. Basse et Selve, d’Altona, qui se prête très bien à la construction des résistances.
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- On triomphe en partie de ces difficultés en mettant simultanément en série sur le galvanomètre deux inducteurs secondaires, dont l’un sert comme élément normal et reste placé en un point déterminé de l’espace, et l’autre est transporté successivement dans tous les points à étudier. Si on observe alors toujours la somme et la différence des actions, on obtient des données comparables.
- 11 est à peine besoin de dire qu’on fait des expériences croisées, pour éliminer les variations progressives de l’action de l’étincelle.
- Une seule étincelle ne suffit pas pour produire un échauffement observable de la soudure; l'auteur produisait une série d’étincelles (100 environ) pendant une durée de 10 secondes. Avant le commencement de la production des étincelles, on observait la position du galvanomètre, puis la déviation maxima obtenue sous l’influence du fiux d’étincelles, qui durait 10 secondes, et finalement la première élongation inverse atteinte après la cessation des étincelles; on notait l’excès de la deuxième lecture sur la moyenne des deux autres. Cette valeur mesure l’énergie développée dans l’élément thermo-électrique.
- Les miroirs étant construits exactement suivant les données de Hertz. Les inducteurs secondaires étaient semblables à ceux de MM. Rubens et Rit-ter. Pour étudier l’influence de la largeur de l’inducteur, on employait trois couples différents de 2,5,5 et 10 cm* de largeur. La longueur était la même, 30 cm. pour chaque moitié. La feuille d’étain employée avait une épaisseur de 0,25 mm. Bien qu’il n’ait pu obtenir de données certaines sur la relation de la largeur de l’inducteur à l’action observée, à cause de l’influence perturbatrice des quantités variables d’étain qui se trouvent aux soudures, M. Klemencic avait cru pouvoir déduire de ses premières observations que l’influence de la largeur est à peu près insensible. Plus récemment, il a employé un couple d’inducteurs de 1 cm. de large et comparé les éléments thermo-électriques des quatre inducteurs, au moyen de décharges ordinaires de condensateurs; il a trouvé que l’énergie induite par les vibrations de Hertz et indiquée par l’élément est proportionnelle à la racine carrée de la largeur de l’inducteur secondaire.
- Le galvanomètre employé était un Thomson-Carpentier dont les fils avaient 0,8 mm. de diamètre; la résistance était 5,7 ohms. Une division correspondait à 3,5 X 10—9 ampères. La résistance du circuit avec les éléments était 10,3 ohms.
- 111. — Exploration du champ électromagnétique
- Les points sur lesquels ont porté les recherches sont les suivants :
- Action d’un réseau de direction variable sous l’incidence normale; propagation du faisceau produit par un miroir parabolique; réflexion à la surface des corps transparents et opaques; vitesse de propagation dans les milieux transparents déterminée par le déplacement des nœuds d’interférence.
- MM. Rubens et Ritter ont étudié à l’aide de leur bolomètre la façon dont les réseaux de fils métalliques se comportent vis-à-vis des vibrations électriques. Ces vibrations étaient produites par un excitateur placé suivant la ligne focale d’un miroir parabolique ; le miroir secondaire était à une distance du premier qui variait entre 2,30 et 5 mm. seulement, à cause du manque de place; la méthode paraît d’ailleurs assez sensible pour qu’on puisse obtenir un effet appréciable à une distance de plus de 100 mètres.
- 11 fallait se mettre en garde contre plusieurs causes d’erreur. Si les impulsions galvanométri-ques sont dues seulement aux radiations du conducteur primaire, il doit être possible delesannu-ler à l’aide d’un réseau de fils verticaux placé entre les deux miroirs. Ce réseau, comme on sait, ne fait écran que pour l’action des rayons électriques; au contraire, toutes les influences secondaires doivent continuer à s’exercer sur le galvanomètre.
- Parmi ces influences, il faut noter en premier lieu l’action magnétique directe de la bobine d’induction sur le galvanomètre; on peut s’en débarrasser facilement en plaçant l’induction dans une direction convenable, définie par la condition que les lignes de force magnétique produites dans l’espace par le noyau de l’aiguille coïncident en direction à l’endroit où est le galvanomètre, avec l’axe magnétique de l’aiguille. De plus, les fils qui unissent la batterie à la bobine d’induction et au conducteur primaire doivent être suffisamment éloignés du galvanomètre pour que les courants qui passent dans ces fils n’agissent que par induction.
- Enfin les fils qui vont du conducteur secondaire au bolomètre ne doivent pas être exposés à la radiation électrique; avec la sensibilité de la méthode, cette circonstance compliquerait le phé-
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- nomène observé. H faut donc les faire aussi courts que possible.
- La propreté des boules de l’excitateur et leur différence individuelle dans leur rôle d’électrode positive ou négative ont une importance considérable sur l’intensité de la vibration. Après avoir nettoyé les boules et les avoir replacées, il fallait d’abord, en faisant jouer le commutateur, chercher la direction du courant dans la bobine qui donnait les meilleurs résultats, ôn nettoyait régulièrement les boules avant chaque série d’expériences, jamais pendant une série.
- Les auteurs ont étudié au point de vue quantitatif l’influence décrite par Hertz (J) qu’exerce un réseau placé sur le trajet des rayons sur l’intensité et la direction des vibrations qui passent, quand on fait varier l’inclinaison des fils par rapport à la direction des vibrations.
- C. Raveau.
- (A suivre.)
- LE NOUVEL ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- DE L’AVANT-PORT DU HAVRE.
- Le 26 août dernier, date de l’expiration du contrat accepté par la compagnie d'éclairage qui, depuis dix années déjà, fournissait la lumière aux heures de marée dans le port du Havre, l’administration des Ponts et Chaussées procédait à une nouvelle adjudication, qui a eu pour résultat la transformation complète de toute l'installation en usage, et le remplacement des bougies Jablochkoff par des régulateurs. Les expériences préliminaires du nouveau dispositif d’éclairage ont commencé la semaine, dernière; elles devront se poursuivre sans interruption aucune durant une période d’une année, temps au bout duquel l’administration s’est réservé, par clauses spéciales du cahier des charges vis-à-vis de l’adjudicataire, d’adopter le système et d’en faire directement l’exploitation.
- L’éclairage du port du Havre, tel qu’il avait été
- (') II a paru inutile de prendre une distance plus faible, car les effets observés étaient les mêmes avec un réseau semblable où la distance était de 3 cm.
- conçu jadis, réalisait une des premières applications des bougies; c’est encore ainsi que, jusqu'à l’acceptation définitive de la nouvelle installation, on l’utilise pour le service dans le but duquel il avait été agencé.
- Sur le quai du Bois on avait construit pour le service électrique un vaste bâtiment en briques et fer, isolé et couvert en tuiles. Ce bâtiment est divisé en deux parties, dont l’une devait, dans le principe, être réservée aux générateurs à vapeur et à leur approvisionnement de charbon, l’autre à l’agencement électrique. Présentement l’installation n’occupe qu'un seul compartiment; elle comporte toujours comme autrefois deux machines verticales fixes de 25 chevaux chacune commandant, par doubles transmissions, quatre machines Gramme à courants alternatifs actionnant quarante-deux foyers répartis sur sept circuits. Qua-rante-et-un de ces foyers sont établis sur les quais, un autre sert à l’éclairage de l’unique salle des machines de la station. On fit sur cet agencement d’éclairage différents essais; ainsi, on expérimenta les globes cannelés, mais les marins jugèrent défavorablement de cette disposition, qui ne les préservait pas de l’éblouissement; bref, après divers tâtonnements, on adopta les globes opalescents encore en service aujourd’hui. Un seul candélabre situé à la pointe du sas dans Tavant-port, porte un globe rouge. Sur les quais de Trouville, des Remorqueurs et du Bois, on expérimenta aussi un système de réflecteur qui paraît avoir quelques mérités, quand ce ne serait que celui de la simplicité. Derrière les globes, du côté opposé aux bassins, on avait élevé des panneaux en bois d’environ un mètre carré de surface et maintenus à 2.50 m. de hauteur du sol par deux poteaux scellés en quai. Ces panneaux, peints en blanc sur la face côté du foyer, reflètent sur le bassin la lu-rhière émise qui, sous un angle de ioo° environ, se gaspillait en pure perte sur les chaussées.
- Les bougies employées sont de 6 millimètres; les conducteurs sont partout souterrains, sauf pour les traversées de ponts, où ils ont été immergés à basse mer à l’aide de scaphandres, puis scellés sur les plafonds des bassins pour leur éviter d’être entraînés par les marées ou saisis par l’hélice de certains navires.
- Chaque foyer contient quatre bougies, brûlant chacune deux heures et capable de fournir simultanément un éclairage continu de huit heures ; comme le service de la haute mer n'exige qu’une
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- durée de trois à quatre heures environ, elles sont donc changées tous les deux jours, sauf pendant la période de quatre nuits d’arrêtdes grandes journées. La canalisation avait été faite à trois iils; par suite, le changement de deux bougies d’une soirée se fait de la station sans interruption du service ni déplacement de personnel. Les bougies, mesurées photométriquement, fournissent un éclairement de 60 carcels par foyer.
- A côté de cette installation, et non loin de cette usine, on avait établi dans le bâtiment des machines hydrauliques du sas, côté du quai de Morlaix, une autre petite station secondaire servant à l’éclairage accidentel de cales sèches pour les travaux de nuit qu’exige la réparation de certains navires; à cet effet, on avait vers 1883 agencé alentour des deux plus grands bassins et sur leurs
- Fig. 1.'— Isolateur en porcelaine.
- quais quatre grandes potences auxquelles on suspend les régulateurs durant les travaux de nuit. Ces régulateurs, du type Gramme, sont alimentés par câbles aériens couverts, par une machine dynamo à courants continus de Breguet, actionnée par un moteur fixe horizontal, dont la vapeur est fournie par les générateurs des pompes d’épuisement qui occupent ce même bâtiment.
- Jusqu’en ces derniers temps, si nous en exceptons l’usine de ville créée en 1889 par la Société YEnergie Electrique, dont la station est près de la gare, la ville du Havre ne possédait que ces deux types d’éclairage électrique, lorsque, il y a quelques semaines, on commença à élever les pylônes de la nouvelle installation.
- Cette installation, que nous comprendrons divisée en trois parties, n’a toujours trait qu’à l’éclairage de l’avant-port aux heures de marée nocturne; elle nous semblerait susceptible d’être étudiée au triple point de vue de son usine, de sa canalisation et surtout de ses régulateurs.
- De l’usine, rien de bien particulier à signaler; on n’a construit pour elle ni corps de bâtiment ni cheminée; de prime abord on devait l’agencer dans le petit bâtiment à droite de l’usine hydraulique située à la pointe du sas; mais, devant la difficulté d’alimentation par les chaudières communes, on se décida à s’installer dans le petit pa-
- Fig. 2. — Éclairage électrique du port du Havre.
- villon symétrique de gauche. Là se trouvent réunis moteurs et dynamos. L’installation, faite parM. Ch. Mildé, est double; les machines doivent fonctionner alternativement toutes les semaines. La vapeur est fournie par les chaudières de l’usine hydraulique, ainsi que nous venons de le dire. La force absorbée est de quarante-cinq chevaux, et le courant de quarante à cinquante ampères y est
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- fourni sous un potentiel de 550 volts par l’une des deux machines Fabius Henrion, de Nancy.
- Voilà pour le côté de l’usine; passons à la canalisation. Cette canalisation comporte deux circuits dësservant chacun huit foyers, soit au total seize larhpes; elle est tantôt aérienne, tantôt sous-ma-rin.e, mais à aucun endroit elle ne devient souterraine. Dans ses portions aériennes, les conducteurs nus sont portés de pylône à.pylône, espacés parfois de plusieurs centaines de mètres sur isolateurs en porcelaine (fig. 1), par des poteaux télégraphiques ordinaires en bois, injectés au sulfate de cuivre, et scellés au quai.
- Dans les traverses de passes, de bassins, où
- Fig. 3. —.Emplacement des régulateurs.
- d’écluses, les conducteurs, couverts de gutta et plomb, sont immergés par scaphandres et scellés sur les plafonds, d’où ils remontent à quai, protégés par des tuyaux en fonte, contre les frôlements possibles des embarcations; au sortir de ces tuyaux de protection, le conducteur serpente de suite sur les poteaux de ligne et de là se guide sur les régulateurs ou sur l’usine.
- Considérons maintenant le côté particulier de l’installation des régulateurs, ou plutôt de leur disposition, qui paraît sous certains côtés être, inspirée par celle du port de Porto.
- Les seize lampes qui composent le matériel d’éclairage sont constituées par des régulateurs Pilsen; elles sont disposées au sommet des pylônes (fig. 2). Les pylônes sont formés de quatre fers cornières implantés dans un socle; la partie supérieure de ces fers est recourbée en quart de cercle; latéralement elles sont assemblées par fers plats disposés par traverses, croisillons et étrésil-
- lons horizontaux et obliques, . Le sommet, ou mieux le point le plus élôvedçÈçette construction, est à 26,50 m. au dessus du sol,: dépassant par conséquent les plus hautes ;,mâisons de la ville, même celles de six étages, ainsi'que notre figure 2 en montre la physionomie. En haut» deux poulies sont établies, dont l’une à l’extrémité'de la partie recourbée, l’autre à 90 degrés;-A' l’amortissement supérieur de la potence asser)5$>lée est fixé l’aibat-jour, qu’une monture en fer à.qijatre bâtis assujettit à son support. L’intérieur;d$,;;te monture forme culasse pour recevoir le catèspftdü mécanisme du régulateur. De cet abat-jour partent deux tringles rigides attachées à deuxvcô'rbçapX; fixés sur deux des montants du pylône; et;;fe.fi/faillie sur ceux-ci de plusieurs décimètres, ; . . . .7;
- Ces tringles constituent des;guides par lesquels s’opère le remplacement des charbons du régulateur au fur et à mesure des besoins du service. Le régulateur est donc mobile; iâ l’état normal, il s’emboîte dans l’abat-jour, et s’y maintient par la tension du câble intérieur du pylône, qui coulisse sur les deux poulies de la courbure et s’enroule sur un treuil à manivelle indépendante établi sur les traverses de la première travée, à hauteur du sol. Tout l’assemblage du pylône est encastré dans un massif en maçonnerie engagé dans les dalles des quais.
- Les régulateurs sont ainsi répartis ; 1e1' circuit à à gauche (fig. 3).
- 1. Quai de New-York. — 2. Quai Renaud. — 3. Quai du Chili. — 4. Quai de Malakoff. — 5 et 6. Quai des Remorqueurs. — 7. Quai de Trouville. — 8. Jetée du Sud.
- Puis maintenant pour le second circuit, à droite.
- 1. Quai du Bois.— 11, Pointe du sas. — III. Bassin de la Barre. — IV. Quai de l’ile. — V. Quai Notre-Dame. — VL Grand Quai. — Vil. Chaussée des Etats-Unis. — VIII. Jetée du Nord.
- En somme, et comme conclusion, nous ne pouvons qu’applaudir à cette tentative d’éclairement par foyers à grande hauteur, dont les applications sont encore assez rares; l’opinion des marins était surtout à retenir dans une pareille tentative, et nous n’aurons garde de négliger de dire que le nouvel éclairage de l’avant-port du Havre les a complètement satisfaits. Cet éloge venu des intéressés nous dispense de tout autre commentaire.
- C. Carré.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLECTRICITE
- m
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Méthode pour produire la lumière au moyen des courants de haute fréquence, par M. Tesla (*).
- Les dessins cirdessous permettent au lecteur de se faire une idée du système d’éclairage inventé par M. Tesla qui se propose d’utiliser pratiquement les phénomènes lumineux développés dans les conducteurs par les courants de haute fréquence (2).
- Les courants alternatifs de très haute fréquence
- Fig. 1
- ne servent point d’ordinaire pour l’éclairage, mais M. Tesla annonce qu’en reliant à un pôle d’une source de courant à haut potentiel une lampe à incandescence ordinaire, le charbon peut être maintenu incandescent. Et pour énoncer l’idée de M. Tesla dans ses termes mêmes : « Tout corps en matière conductrice susceptible de conduire un courant de haute tension, peut, s’il est enfermé dans un tube convenablement raréfié, devenir lumineux ou incandescent quand on le relie directement à un pôle d’un circuit secondaire d'une source d’énergie animée par induction. »
- 0) Western Electrician, de Chicago.
- (’) Les expériences présentées par M. Tesla à la dernière session des ingénieurs électriciens d’Amérique ont été signalées dans ce recueil, t. XL, p. 543.
- M. Tesla déclare se servir des phénomènes attribués généralement au « bombardement moléculaire » à << l’action condensante » de la façon suivante :
- Afin que l’on puisse se faire une idée claire du système, il faut expliquer que le courant nécessaire pourrait être produit par une dynamo spéciale en relation avec une bobine d’induction. Pour éviter cependant des difficultés mécaniques, qui peuvent être pratiquement insurmontables immédiatement, on peut recourir provisoirement
- au principe de la décharge disruptive. Par là on peut atteindre sûrement une plus grande fréquence du courant.
- Dans le système figuré ici, le courant provient de la décharge oscillatoire d'un condensateur disposé comme l’indique la figure 1. La source primaire du courant est un alternateur G de force électromotrice relativement faible ; on augmente le potentiel du courant au moyen d’une bobine d’induction ayant son circuit primaire en P et le secondaire en S. Le courant développé dans le circuit secondaire charge un condensateur C dont le circuit de décharge est interrompu en A, c’est-à-dire entretient une décharge disruptive ; on a ainsi un courant d’une énorme fréquence.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Il s’agit ensuite de convertir le dispositif en un circuit de travail à très haut potentiel. Pour ce faire, dans le circuit de la décharge disruptive du condensateur on interpose le primaire P' d’une bobine d’induction ayant un circuit secondaire S' en fil très fin. Le courant induit dans le circuit primaire P' développe dans le circuit secondaire S' un courant ou un effet électrique d’une fréquence correspondante, mais d’une énorme différence de potentiel ; celui-ci devient une source d’énergie applicable à la production de la lumière.
- Les appareils de lumière peuvent être reliés à une borne ou à l’autre de cette source S'. Si l’on veut, une borne peut être reliée aux murs conducteurs de la pièce, tandis que l’autre l’est aux
- Fig. 3
- lampes ; dans ce cas les murs doivent être recouverts de substance métallique alïn d’être suffisamment conducteurs.
- Les appareils d’éclairage peuvent être des lampes à incandescence ordinaires, mais il vaut mieux se servir de lampes spéciales telles que celle représentée figure 2 ; celle-ci se compose d’un tube raréfié b ayant un col cylindrique que remplissent un tube et des bouts m de matière conductrice entourant un mandrin isolant n. L’extrémité inférieure du tube communique avec un plateau métallique 0 attaché à n, et toutes les surfaces conductrices externes sont soigneusement isolées et protégées. Le corps donnant la lumière est une tige de charbon e reliée électriquement à la pièce K. Le col du tube se fixe dans une monture en matière isolante p garnie intérieurement d’une feuille métalliques communiquant avec le pôle de la source. La garniture métallique s et le
- tube m forment les armures d’un condensateur.
- La figure 3 représente une autre forme de lampe. Dans celle-ci, un conducteur e, situé dans le tube raréfié, le fait communiqueravec un fil métallique soudé dans le verre et qui est lui-mêrne rattaché à un pôle de la source. Hors de l’ampoule le fil est protégé par un isolant h\ à l’intérieur le fil de suspension est isolé par un tube k en matière isolante et réfractaire, terre de pipe ou autre. Un réflecteur métallique / est figuré à l’extérieur de la lampe. Ce modèle est le type des lampes disposées pour une liaison électrique directe avec la source de courant ; mais il n’y a pas besoin de liaison directe, car le charbon et les autres corps éclairants peuvent être illuminés par induction.
- 11 faut ajouter que M. Tesla juge indispensable de réduire au minimum la perte d’énergie dans les conducteurs intermédiaires entre la source de courant et l'appareil à lumière. A cet effet les conducteurs devront être exempts d’arêtes et de pointes et recouverts par un bon isolant.
- E. R.
- De l'application des courants alternatifs à. la
- transmission du travail, par MM. Maurice
- Hutin et Maurice Leblanc {suite) (').
- Résultats d’expérience relatifs aux condensateurs (2).
- M. Labour. — Nous avons disposé en circuit, une bobine dont la self-induction varie suivant la position de son noyau en fer feuilleté mobile dans l’intérieur du solénoïde et une capacité constituée par plusieurs condensateurs en papier paraffiné.
- La fréquence du courant étant environ 80.
- L’intensité du courant est de 4 ampères.
- La force électromotrice est : aux bornes de la machine E, de 400 volts;
- — de la bobine e, de 1600 volts ;
- — du condensateur b, de 2000 volts;
- La self-induction apparente du circuit est exprimée par
- (!) Mémoire lu par M. Leblanc devant la Société des Ingénieurs électriciens. — La Lumière Electrique du 18 juillet 1891. p. 123.
- (,s) M. Leblanc invite M. Labour, ingénieur de l’Éclairage Électrique, à répéter quelques expériences des auteurs au laboratoire de cette société et à exposer les conclusions qu’ils en ont tirées.
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- JOURNAL UNIVEkzEL D’ÉLECTRICITÉ
- Des chiffres précédents nous déduisons
- A = — o,2 quadrant.
- Par conséquent, si nous diminuons le .terme positif, c'est-à-dire la self-induction de la bobine en retirant son noyau de fer, nous diminuerons en même temps l’intensité du courant, puisque nous augmenterons la valeur absolue de la self-induction apparente A du circuit.
- La simplicité du montage précédent, pour faire varier les grandeurs de là force électromotrice et de l’intensité d’un courant dans un circuit ayant un coefficient de self-induction L et une capacités nous a permis d’employer généralement nos instruments industriels pour mesurer des coefficients de self-induction sous certaines intensités et la capacité d’un condensateur pour des valeurs déterminées de la force électromotrice aux bornes et de la fréquence du courant.
- D’après les résultats de l’expérience précédente, nous trouvons (en négligeant la résistance propre de la bobine)
- d’où
- et
- L = o,8 quadrant,
- d’où
- JL I
- 2 Tl b'
- c = 4 microfarads.
- Nous avons étudié différents types de condensateurs, pour évaluer à quelle force électromotrice pouvaient résister les échantillons de diélectriques : nous avons.employé les appareils suivants, dont le montage est indiqué figure i.
- Aux bornes d’une machine alternative, nous disposons en série un ampèremètre, une bobine à self-induction variable suivant la position de son noyau en fer feuilleté mobile, le circuit primaire d’un transformateur (ici le gros fil d’une bobine Ruhmkorff).
- La self-induction variable peut être rendue assez grande pour rendre très faible l’intensité du courant.
- Le circuit secondaire du transformateur est fermé sur une capacité convenable dont l’effet est d’augmenter considérablement la force électro-
- motrice aux bornes de ce circuit secondaire où nous avons placé un électromètre Thomson et un petit condensateur formé par le diélectrique à essayer placé entre deux petites feuilles d’étain.
- L’expression de la force électromotrice aux bornes du circuit secondaire sera donnée ultérieurement.
- Nous dirons seulement que cette disposition très simple nous a permis d’obtenir des forces électromotrices variant de quelques centaines de volts à plus de 12 000 volts, en faisant varier l’intensité du courant primaire par la self-induction de la bobine, et aussi en modifiant la capacité du circuit secondaire.
- L’expérience nous montre ici que 3,5 ampères donnent environ 500 volts aux bornes du circuit secondaire ouvert et 7500 volts lorsque nous fer-
- jé/nprrer/t e/re
- AyWWVy—
- /j'obine à s e//’- rn r/r triton, varia//Je
- Trcmsform a/eur
- —VWWWL-----
- IWWWWWt
- E/ce/rom c/re
- Capaci/e
- Prit/ co/i</r/(.ur/. forme aver /r rSie/cc/rit/tte à essayer.
- Fig. 1
- mons ce dernier sur un condensateur en ébonite de 0,5 mm. d’épaisseur et de quelques centièmes de microfarad.
- Dans ces essais sur les condensateurs avec isolants en papier paraffiné, nous avions employé du papier de 0,05 mm. d’épaisseur, de qualité médiocre, et de la paraffine commune chauffée à 70° environ.
- Leur capacité mesurée par les méthodes ordinaires indiquait un pouvoir inducteur spécifique de 8 environ pour le diélectrique, mais la décharge résiduelle était à peu près le 1/4 de la première décharge.
- Si on mesurait leur capacité en y lançant un courant alternatif de soixante-quinze périodes d’intensité connue, et notant la différence de potentiel entre leurs bornes, on trouvait que le pouvoir inducteur spécifique apparent avait une valeur plus petite de 1/3 environ que celle trouvée en premier lieu.
- Enfin, lorsqu’on les soumettait à l’action suivie
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- 180
- d’une différence de potentiel alternative comprise entre 1500 et 2000 volts, ils s’échauffaient assez rapidement, la paraffine fondait, le condensateur se mettait à chanter, et, si l’on n’arrêtait pas l’expérience, il était bientôt détruit.
- Nous avions d’abord attribué ce résultat à la mauvaise qualité des produits employés, mais nous n’avons obtenu aucun bénéfice sensible par l’emploi du papier et de la paraffine de choix.
- Cherchant à nous rendre compte des phénomènes observés, nous pensâmes que le papier étant un corps organisé, les cellules qui le constituaient renfermaient chacune une goutte extrêmement petite de liquide. De même, la paraffine pouvait conserver des traces de l’acide sulfurique qui avait servi à la purifier. Nous devions être en présence du diélectrique étudié par Poisson, soit un diélectrique parfait parsemé de sphères conductrices. Le grand pouvoir inducteur spécifique constaté et réchauffement en service se trouvaient ainsi expliqués.
- 11 nous parut probable que si on chauffait préalablement pendant plusieurs heures ce papier dans la paraffine, à la température de dissociation de cette matière, la constitution organique du papier serait détruite et que la paraffine éliminerait toutes les traces d’acide qu’elle pouvait renfermer.
- L’expérience justifia cette prévision. Le papier sorti de la paraffine avait changé complètement d’apparence, augmenté d’épaisseur, et toute trace de fibre avait disparu. Le pouvoir inducteur spécifique de ce diélectrique se trouva réduit à 2,56, la décharge résiduelle était devenue insignifiante, et les condensateurs fabriqués de cette manière ne chauffaient plus.
- Dans ce genre, le condensateur constitué par des feuilles d’étain isolées par deux feuilles de papier de 0,05 mm. d’épaisseur chacune ne chauffe pas lorsque la force électromotrice à laquelle il est soumis est inférieure à 1000 volts. Si l’on augmente la force électromotrice, on entend un léger bruit de friture grandissant avec la force électromotrice et le condensateur chauffe, mais il reprend son état normal en se refroidissant, s’il n’a pas été franchement percé. Il résiste pendant quelque temps à la force électromotrice de 5000 volts.
- Pendant le temps de cette fabrication, nous fîmes beaucoup d’expériences avec les premiers condensateurs qui, étant considérés comme dé-
- fectueux, furent fort malmenés et eurent souvent à supporter des différences de potentiel de 4000 volts.
- Ayant eu besoin plus tard de mesurer la capacité d’un certain nombre d’entre eux, nous fûmes surpris de la trouver beaucoup plus faible que nous ne l’avions prévu. Le pouvoir inducteur spécifique du diélectrique était devenu égal à 2,56. 11 nous parut logique d’examiner si réchauffement n’avait pas également diminué : l’expérience répondit à notre attente. Ces condensateurs très dé fectueux au début [ne chauffaient plus et étaient devenus excellents.
- Pour élucider tout à fait cette question, nous fîmes refaire une série de condensateurs semblables et les mîmes en service pendant plusieurs jours, en notant soigneusement leurs accroissements de température. Tout se passa comme il était prévu; les condensateurs chauffèrent de moins en moins et au bout d’une dizaine dé jours d’expériences à peu près continues, sous la tension de 1500 volts, ils devinrent équivalents aux premiers.
- 11 résulte de ce qui précède qu’on peut obtenir d’excellents résultats avec des condensateurs en papier paraffiné et qu’on n'a pas à se préoccuper en pratique de la qualité des produits, à la condition de les faire passer par une période de formation, dans les conditions qui viennent d’être indiquées. Il ne faut les mettre en service qu’en les surveillant attentivement et les laissant reposer dès qu’ils s’échauffent sensiblement.
- Voici d’ailleurs une règle pratique très facile à suivre : un condensateur fonctionnant sans émettre aucun son ne court aucun risque; dès qu’il commence à vibrer, il est en danger.
- On comprend facilement que ce que l’action de la chaleur avait pu faire en quelques heures (trois en moyenne), le déplacement électrique qui se produisait au sein de toutes les particules conductrices enfermées dans la masse avait pu le faire à la longue.
- Cela met en évidence cette propriété des courants alternatifs généralement reconnue aujourd’hui, à savoir, que leur action sur les diélectriques est plutôt bienfaisante que nuisible. 11 est facile de s’en rendre compte.
- Sous l’action d’une différence de potentiel constante, toutes les molécules conductrices renfermées dans un diélectrique s’orientent uhe fois pour toutes comme les ions et les cations d’un
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- électrolyte. Ces molécules tendent à se mouvoir les unes vers les autres, ce qu’elles ne peuvent faire qu’en se frayant un chemin au travers du diélectrique et altérant ainsi sa constitution.
- Sous l’action d’une différence de potentiel alternative, il y a déplacement électrique à l’intérieur de la masse conductrice elle-même. Or nous n’avons jamais pu faire passer un courant alternatif, même de densité très faible, dans un liquide sans amener des traces de dégagement gazeux. N’est-il pas logique d’admettre qu’il se passe la même chose au sein de la molécule conductrice, et que les gaz produits ne sont jamais entièrement recombinés? 11 ne pourrait d’ailleurs en être ainsi, car il n’y a pas de transformation dont le rendement soit égal à i. Nous nous expliquons de cette manière que toutes les substances imparfaitement conductrices et qui ne peuvent transmettre l’électricité qu’à la façon des électrolytes, que pour renfermer un diélectrique, soient détruites avec le temps sous l’influence d’une différence de potentiel alternative et avant que la masse du diélectrique ait été sensiblement altérée par l’action de ces molécules les unes sur les autres.
- Les condensateurs en ébonite nous ont donné entière satisfaction. Les capacités mesurées par la méthode ordinaire ou par l'emploi de courants alternatifs étaient les mêmes, la décharge résiduelle était insignifiante. Enfin, ils ne chauffaient pas. Les feuilles d’étain étaient collées sur les plaques d’ébonite soit avec du chatterton, soit avec de l’arcanson fondu et étendu au pinceau. Les feuilles d’ébonite étaient maintenues sur une plaque chaude : elles se ramollissaient et devenaient très souples. On appliquait les feuilles d’étain au moyen d’un fer à repasser ordinaire chauffé.
- C’est le chatterton qui nous a paru le mieux convenir comme mastic. Les condensateurs fabriqués de cette manière forment de véritables planches extrêmement solides.
- L’ébonite la plus mince que nous ayions pu nous procurer avait 2/10 de millimètre d’épaisseur : nous n’avons pas pu la crever sous la tension de 10 000 volts.
- Le celluloïd nous a fourni aussi de bons résultats comme diélectrique, mais nous avons renoncé à nous en servir à cause de sa trop grande in* flammabilité : une étincelle suffit pour y mettre le feu. Cependant/la variété connue sous le nom de linge américain ne présente pas cet inconvénient au même degré, et si nous n’avons pas con-
- tinué nos expériences sur ce corps, c’est que nous avons fini par trouver de l’ébonite à très bas prix, soit 6,50 fr. le kilogramme sous l'épaisseur de 0,5 mm. et 12 francs le kilogramme sous l’épaisseur de 0,2 mm. C’ést cette ébonite que nous avons expérimentée.
- Lorsqu’on élève beaucoup la tension que l’on fait supporter à un condensateur, on entend un bruit de friture en même temps qu'une odeur d’ozone se répand dans l’atmosphère. Dans nos expériences, nous nous servions d’une bobine de self-induction dont la tige de fer vibrait nécessairement suivant une période deux fois plus rapide que celle du courant. Le bruit de friture que l’on entendait nous a toujours paru être à la deuxième octave au-dessus du son rendu par la tige. Nous l’avons attribué à des décharges latérales dues aux harmoniques supérieures du courant. On devait pouvoir le supprimer en augmentant l’espace qui sépare les bords des feuilles d’étain de ceux des feuilles du diélectrique, et c’est ce qui est arrivé.
- C’est ainsi que dans un condensateur isolé avec une feuille d’ébonite de 4 à 5 dixièmes de millimètre d’épaisseur, réchauffement aux bords distants de 2 à 3 centimètres est sensible lorsque la force électromotrice hépasse 5000 volts; il se forme même des arcs vers 8000 volts, en même temps on entend le bruit de friture. Tous ces inconvénients disparaissent lorsque la distance des bords est portée à 5 centimètres, et le bruit est à peine perceptible à 8000 volts.
- {A suivre.)
- Câbles J.-B. Williams (1891).
- Le principe de l’invention de M. Williams consiste à entourer l’âme W du câble d’un enroule-
- ment C, en chanvre saturé de matière isolante, de manière que le câble conserve toujours sa position centrale dans l’isolant D, malgré le ramollissement de cet isolant par la chaleur. Lorsque cet isolant est plastique à une faible température, comme le caoutchouc vulcanisé, on peut enrouler le cen-treur C sur cet isolant en l’y imprégnant par une pression suffisante» L’inverse a lieu pour les iso-
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- lants non plastiques, que l’on coule dans les machines ordinaires sur le câble préalablement enroulé par le centreur.
- L’isolant peut être, de plus, protégé par une enveloppe de papier paraffiné P, interposée entre l’isolant et la gaîne de plomb extérieure L.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE
- Séance du 17 juillet 1891.
- M. Masson a exécuté sur des lignes télégraphiques des mesures de résistance, d’isolement, de capacité et de self-induction. C’est la première fois qu’en France on mesurait ces deux derniers éléments.
- 11 est assez difficile de trouver des fils présentant les conditions nécessaires, repos, repos des fils voisins,. éloignement de masses métalliques un peu considérables, telles que celles des rails de chemin de fer, etc. M. Masson a opéré dans le Médoc, de Bordeaux à Paulhan. Les expériences ont porté sur trois lignes établies sur routes dont voici les éléments.
- A
- B
- C
- Nature Diamètre Écartement Hauteur moyentn au-dessus
- Longueur des flts des dis des fils du sol
- 18 kil. fer 3 mm. 40 cent. 4,50 m.
- 50 kil. fer 3 mm. 40 cent. 4,50 m.
- 50 kil. cuivre 2 1/2 mm. 50 cent. 5,5° m.
- Les mesures de résistance se font sans difficulté par le pont de Wheatstone; pour l’isolement, on a trouvé
- abc 8 mégohms 1/2 4 rr.égohms 1/2 8 mcgohms.
- La ligne, une fois chargée, se décharge en une fraction de seconde; il faut donc, lorsqu’on mesure la capacité, relier le fil au galvanomètre au moment même où l’on interrompt la communication avec la pile. Une disposition très simple permet d’obtenir ce résultat; pour être plus sûr, on est même obligé de laisser, pendant un ins-
- tant très court, la pile fermée sur le galvanomètre, au moment de la commutation. En faisant une expérience à blanc, on peut mesurer de quelle quantité l’impulsion du galvanomètre est augmentée; cette quantité est d’ailleurs constante. On élimine l’effet des courants telluriques en prenant la moyenne de deux élongations en sens contraire.
- On a trouvé comme capacité kilométrique, en microfarads,
- 0,0097
- 0,0097
- 0,0100
- 0,0092
- Les deux mesures faites sur le troisième circqit ont été exécutées dans des conditions atmosphériques très différentes, l’une après une série d'orages, l’autre par un temps plus sec.
- Est-il préférable d’employer un circuit simple ou un circuit bouclé? L’expérience décide en faveur du premier; en effet, on trouve pour valeur de la capacité des circuits, en prenant un fil de retour,
- ABC
- 0,0070 0,0069 0,0076
- 0,0065
- La résistance a doublé, la capacité est loin d’avoir diminué de moitié ; le produit CR, qui détermine, comme l’on sait, les qualités d'une ligne augmente donc quand on emploie un circuit bouclé. 11 convient d’ajouter que pour les circuits souterrains le produit C R reste le même.
- La méthode employée pour mesurer la self-induction est celle qui est indiquée dans le traité de M. Vaschy (t. Il, p. 405). Sur une des branches d’un pont de Wheatstone sont placées la résistance à étudier, en même temps qu’une autre résistance, sur laquelle est en dérivation un condensateur; on règle le pont pour l’état permanent, puis on modifie la capacité jusqu’à ce que l’équilibre établi persiste pour l’état variable. On a trouvé par cette méthode
- A B C
- 0,012 quadrant 0,0129 0,0025
- Le calcul pour le circuit C, qui est en cuivre, donne 0,0022; on n’a pas pu faire de vérification sur les deux autres, parce que la perméabilité du fer dont ils sont formés n’est pas connue.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- La mesure des coefficients d’induction mutuelle n’a pas donné de résultats concordants.
- M. Hospitalier étudie l’état actuel de la question des courants alternatifs.
- 11 divise les moteurs en quatre groupes :
- i° Les moteurs à excitation séparée/ dans l’induit desquels on envoie le courant primaire et qui ont une marche synchrone de celle du générateur ;
- 2° Les moteurs enroulés en série ou en dérivation qui marchent également quand on envoie un courant alternatif;
- 3° Les moteurs précédents dans lesquels on redresse le courant excitateur;
- 4° Les moteurs à champ tournant.
- La Lumière électrique s’est occupée trop souvent de ces questions pour qu’il y ait lieu d’insister ici; M. Hospitalier, qui a été autrefois un adversaire de l’emploi des courants alternatifs, déclare que les moteurs à champ tournant semblent offrir une solution pratique; les expériences de transport de la force de Lauffen à Francfort fourniront probablement une démonstration convaincante.
- C. R.
- Expériences de décharges électriques dans le vide.
- M. Elihu Thomson (1). — A l’occasion des expériences récemment présentées par M. J.-J. Thomson à la Royal Society (2), M. Elihu Thomson en fait connaître une du même genre qu’il a effectuée il y a plusieurs mois. La décharge induite se produit dans un tube de verre, d’un pouce de diamètre environ, en forme d’anneau fermé d’environ six pouces; on y avait fait un bon vide et l’on avait placé à côté un tour de fil fortement isolé constituant le circuit de décharge d’une bouteille de Leyde chargée et déchargée rapidement par une machine de Tœpler-Holtz. A chaque décharge de la batterie une bande de lumière remplissait le vide du tube ainsi que l’indique la figure i.
- 11 est évident que pour obtenir la plus grande force électromotrice dans le tube de décharge il ne faut pas plus d’une spire inductrice, autrement la disposition se ramènerait à un transformateur et le potentiel diminuerait dans le tube. Le fil em-
- 0) D’après VElcctrical Reviav de Londres du io juillet 1891. (2) Voir dans le numéro du 11 juillet, p. 91, le compte rendu qui en est donné.
- ployé pour la spirale inductrice doit être d’ailleurs fortement isolé, car le potentiel induit dans les conditions de l’expérience peut atteindre facilement 10000 volts et plus.
- Par une rencontre assez curieuse l’expérience de M. J.-J. Thomson, où une goutte de mercure intercepte la décharge du tube raréfié, a sa contrepartie dans celle de M. Elihu Thomson de la façon suivante. Il avait construit un tube raréfié à deux branches (fig. 2), l’une a d'un fort diamètre, l’autre b ayant la section d’un tube barométrique. Des fils c et d livrent passage à la décharge et
- Fig. 1
- un globule de mercure introduit dans le tube peut à volonté passer dans la branche étroite ou dans la branche large.
- Bien qu’il n’arrive pas toujours que la décharge se divise et passe au travers des tubes a et b, elle le fait parfois, mais l'interposition du globule de mercure dans le petit tube y intercepte toujours la décharge. Même sans le mercure, la décharge n’y passe point toujours, mais alors en changeant le sens de la décharge de la bobine de Ruhmkorff elle s’y dérive souvent.
- Dans un cas, la décharge passait par le petit tube, malgré la présence du mercure, mais l’approche d’objets métalliques au voisinage l’arrêta temporairement; en les enlevant, la décharge réapparut. Son passage était si instable que M. Elihu Thomson n’a pas pu le reproduire, mal-' gré ses efforts, et il a cru bon de faire connaître ses observations et les conditions particulières où il les a faites.
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- M. Nicola Testa (x). — S’étant occupé l’année dernière de recherches semblables, M. Tesla croit utile de faire connaître aux autres expérimentateurs les particularités qu’il a lui-même observées. Il a fait plusieurs expériences et échangé ses idées sur le sujet avec M. Alfred S. Brown, de la Western Union Telegraph Company.
- La figure 3 peut donner un exemple des diverses formes d'appareils employés. Celle-ci se composait d’un gros tube de verre fermé à un
- rable de se servir d’une machine donnant un nombre modéré d’alternances et chargeant une bouteille de Leyde sur le circuit de décharge de laquelle on insère le circuit primaire, conformément au diagramme figure 4. Dans ce cas la formation d’un cercle lumineux avant que la décharge disruptive se produise est nettement facilitée; mais il s’est aussi servi d’une machine de Wimshurst dans quelques expériences.
- L’opinion du professeur J.-J. Thomson semble
- bout et pénétrant dans un globe ordinaire de lampe à incandescence. A l’intérieur du tube se trouvait le primaire, formé de quelques tours d’une feuille de cuivre isolé, et l’espace interne de l’ampoule constituait le secondaire. On avait été amené à cette forme dans le but d’avoir à l’inté-ieur du tube une surface bien réfléchissante, et à
- Fig. 3
- cet effet la dernière spire du primaire était recouverte d’une mince feuille d’argent. Dans toutes les formes d’appareil on n’a pas éprouvé de difficulté à illuminer un cercle lumineux au voisinage du primaire.
- M. Tesla ne s’explique pas beaucoup l’opinion de M. J.-J. Thomson relativement au nombre de toujs de spires; un seul vaudrait toujours mieux. Dans des expériences de ce genre il juge prêtées Extrait d’après VElectrical Review de Londres, du 17 juillet 1891.
- Fig. 4
- être que le phénomène est dû à une action électromagnétique; M. Tesla, qui était d’abord du même avis, pense aujourd'hui qu’il s’agit plutôt d’actions électrostatiques. A l’appui de sa manière de voir, il indique quelques faits.
- Pour que le tube s’illumine il n’est pas absolument nécessaire d’abord que le circuit soit fermé. Dans un tube entouré d’un ruban de cuivre for-
- Fig. 5
- mantcircuitprimaireainsique l’indique la figure 5, il se développe facilement une spirale lumineuse induite. Dans une expérience deux cercles lumineux se formèrent contre les spires primaires, mais à l’intérieur du tube.
- Avec l’arrangement du D1’ Lodge l’action électrostatique est encore plus manifeste; deux tubes creux raréfiés H H entourent (fig. 6) les fils du circuit, et quand la décharge se produit de la façon ordinaire, les tubes s’illuminent.
- La figure 7 représente une autre expérience dans laquelle une ampoule ordinaire de lampe
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- entourée de deux tours de fil P s’illumine suivant le cercle L pendant la décharge de la bouteille. L'ampoule était garnie d’une feuille d’étain du côté opposé au fil primaire et quand celle-ci communiquait à la terre ou à un objet de grande surface la lueur du cercle augmentait beaucoup. Cela est dû évidemment à une action électrostatique.
- Dans d’autres expériences, M. Tesla a remarqué
- Fig. 6
- que le cercle lumineux se produit plus facilement, et avec plus de netteté quand le fil primaire touche le verre; mais, en général, il n’a pas observé qu’il soit aussi nettement arrêté que semble le dire M. J.-J. Thomson; au contraire, il est souvent étendu et remplit tout le tube.
- Tous ces faits militent en faveur d’une action
- Fig. 7
- électrostatique et M. Tesla a observé en outre qu’il y a un bombardement moléculaire dans le plan du cercle lumineux normalement au verre — en admettant que le cercle est dans le plan du circuit primaire; — le bombardement est évident d’après réchauffement rapide du verre au voisinage du primaire.
- Une autre expérience a été faite en augmentant la capacité inductive du milieu interposé entre le primaire et le secondaire, ce qui augmente l’effet induit. La figure 8 représente l’expérience où le tube de verre T était interposé entre l’ampoule
- raréfiée B et le fil primaire P. Si le phénomène était tout électromagnétique, on n'aurait pu au contraire observer de changement.
- M. Tesla a observé d'ailleurs qu’un circuit fermé dansle plandu primaire n’empêche pas laformation du cercle lumineux, tandis qu’une feuille d’étain placée sur l’ampoule l’empêche de se produire. L’effet de la feuille d’étain est à n’en point douter électrostatique.
- Certaines expériences de M. J.-J.Thomson indiquent d’ailleurs, d’après M. Tesla, que l’action est électrostatique, bien que certaines autres paraissent indiquer un effet électromagnétique, mais l'argument principal de M. Tesla est d'avoir mon-
- Fig. 8
- tré que la même décharge qui suffirait à peine à faire passer une bande lumineuse dans l’ampoule devient susceptible, par induction dans un circuit primaire, de développer à une distance de plusieurs pieds i’effet électrostatique dans un tube raréfié dépourvu d’électrodes.
- E. R.
- Emploi du téléphone comme appareil optique pour la mesure des courants, par M. Max Wien (•)•
- Au centre d’une mince lame plissée, telle que celle des baromètres anéroïdes, est fixée une tige reliée au milieu d’un ressort d’acier dont une extrémité est fixe et l’autre porte un miroir. On observe l’image d’une fenté par réflexion sur le miroir ; la lunette est munie d’un micromètre dont les traits sont distants de i millimètre; le grossissement de l’oculaire est 20. A la lame est soudée une pièce de fer doux placée au-dessus d’un électro-aimant.
- (') IViedemann's Amialen, avril 1891.
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- la lumière électrique
- Quand on envoie un courant dans l’appareil, la position d’équilibre de la membrane est modifiée, l’image de la fente se déplace d’un mouvement absolument apériodique et prend une nouvelle position fixe. La déviation est proportionnelle à l’intensité; pour le vérifier, on se sert des courants qui passent dans la diagonale d’un pont de Wheatstone qui n’est pas exactement réglé ; avec un pont à corde ces courants sont, pour les petites valeurs, proportionnels à la distance entre la position actuelle du contact et la position qui correspond à l’équilibre; le coefficient de proportionnalité obtenu variait entre 1,95 et 1,90. La déviation observée est d’une division pour 5,io-5 ampère environ. Cette sensibilité est loin d’égaler celle de certains galvanomètres ; l’avantage de l’appareil est de permettre des lectures immédiates; il se prête parfaitement à l’observation de courants variables avec le temps, par exemple, du courant de polarisation.
- Le « téléphone optique » est beaucoup plus sensible avec les courants alternatifs. Quand un courant sinusoïdal passe dans l’électro-aimant, la membrane vibre et on aperçoit dans la lunette une bande lumineuse dont la largeur est proportionnelle à l’amplitude du courant.
- La largeur de cette bande dépend également de la période du courant, car la membrane métallique à une période de vibration propre ; la largeur de la bande lumineuse est donnée par
- E
- “ ~ — />*’
- où n est le nombre de vibrations propre de la membrane, et p la fréquence du courant alternatif.
- Si le courant est constant, on a E
- CC0 = —r .
- 11*
- En général
- Si n est beaucoup plus grand que p, ce qu’on réalise en prenant une membrane épaisse et un mirxoir léger, on a sensiblement a0 = a. On peut mesurer en valeur absolue le courant alternatif. Si n = p a est très grand, on pourra mesurer des courants alternatifs très faibles.
- On règle d’abord à l’aide d’un tuyau sonore de longueur variable, le ressort de façon que sa période vibratoire soit la même que celle de la membrane, puis on règle la période du courant alternatif. Au lieu d’employer un diapason on se sert d’une corde de fer tendue et soumise à l’action d’un électro-aimant, cette corde porte deux petites tiges de cuivre qui viennent plonger dans des godets à mercure; l’une ferme le circuit de l’électro-aimant, l’autre le circuit primaire d’un appareil d’induction. Cette disposition permet de modifier la tension de la corde et par suite la période sans arrêter ses vibrations.
- Les courants induits d’une bobine d’induction ne sont pas rigoureusement sinusoïdaux, mais la déviation de l’appareil est 100 fois plus grande pour la période pour laquelle il est accordé que pour tout autre ; on peut donc négliger les courants de période plus courte qui se produisent simultanément et on a l’avantage de possedér un appareil sur lequel les courants de forme quelconque agissent comme s’ils étaient rigoureusement sinusoïdaux, tandis qu’avec lelectrodyna-momètre on est obligé d’employer un inducteur à sinus dont il est impossible de régler la marche et de déterminer la période avec précision. Enfin on obtient des indications proportionnelles non au carré de l'amplitude maxima, mais à cette amplitude même, ce qui a été vérifié comme pour les courants constants.
- L’auteur s’est servi de son appareil pour mesu rer des coefficients d’induction et des résistances liquides traversées par des courants alternatifs.
- Influence de la température et de l’état moléculaire sur les propriétés du bismuth placé dans lin champ magnétique , pur MAI. Drude et Nernst (').
- Les auteurs ont étudié les deux points suivants : Quelle est l’influence de la température 1° sur l’effet de Hall; 20 sur l’augmentation de résistance du bismuth ?
- Les lames métalliques étaient maintenues à une température constante dans un bain de vapeur; les liquides employés étaient l’eau, l’éther amyl-benzoïque (2540), la déphénilamine (joo°). Les lames étaient placées dans une caisse plate maintenue entre les pôles d’un électro-aimant puissant,
- (!) IViedemcinn’s Annalen, avril 1891.
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- et à laquelle étaient fixées, de part et d’autre, des caisses à eau qui faisaient l’office de réfrigérant à reflux et permettaient de laisser ouverte la caisse dans laquelle on chauffait.
- Pour étudier le phénomène de Hall on prenait une lame de bismuth de 0,5 cm. d’épaisseur, portant quatre fils de cuivre pris dans la masse aux quatre côtés; deux fils étaient reliés à un élément Bunsen qui fournissait le courant primaire; les deux autres conduisaient au galvanomètre qui servait à étudier l’effet transversal. On évitait ainsi les soudures et on pouvait chauffer la lame jusqu’au voisinage du point de fusion sans détacher les fils conducteurs, qui servaient en même temps à supporter la plaque. En observant les courants de Hall ramenés à une même valeur de la force électromotrice primaire, on trouva pour
- t 20° 254" 23-
- e 1,000 0,418 ijooç
- Au voisinage du point de fusion l’effet a diminué considérablement, tout en restant très grand relativement à ce qu’on obtient avec les autres métaux ; on a étudié le bismuth liquide pour savoir si le phénomène de Hall tenait spécialement à la structure cristalline. Le bismuth liquide était placé dans une sorte de thermomètre dont le réservoir circulaire était aplati, et traversé par trois fils de platine, soudés à 900 l’un de l’autre; un quatrième fil arrivait par le tube de verre.
- On observa que lorsqu’on renversait le courant magnétisant, il se produisait une déviation appréciable, qui d’ailleurs ne changeait pas de signe avec le courant primaire, et par suite ne devait pas être attribuée au phénomène de Hall. Cette action, qui disparaissait quand on ouvrait le courant primaire, semble liée à l’état liquide; avec le mercure elle se produisait, avec la même intensité, et disparaissait dès que le métal se solidifiait.
- Avec le bismuth solidifié (on constata que le verre ne se brisait pas), en étudiant le phénomène de Hall, on trouva pour
- t 14' 243* 100° 14*
- c 1,00 0,23 1,23 1,16
- Le bismuth ne reprend donc pas le même état après sa solidification; l’effet diminue de 14a ioo°; de 2430 à 3io° point de fusion du métal, le décroissement est extrêmement rapide.
- Pour étudier la seconde question, on coulait le bismuth dans un tube de verre capillaire à mince paroi qu’on plaçait dans l’appareil normalement aux lignes de force du champ. A chaque extrémité de la colonne de métal arrivaient deux fils isolés, reliés l’un à la pile, l’autre à un gai-, vanomètre. On mesurait la force électromotriç.e aux extrémités de la colonne par compensation, le courant magnétisant étant successivement ouvert et fermé ; le tableau suivant renferme les résistances r du bismuth à différentes températures et les variations Ar de cette résistance produites par l’action du champ magnétique. .
- t r A
- ifio 0,250 21,9 0/0
- ! 00 0,227 8,0
- 223 0,250 0,96
- 29O 0,117 0,41
- 35 0,207 •5,i
- 18 00 0 ri O 18,6
- Le bismuth ne reprend pas le même état en se solidifiant, ce qui peut tenir ici à la dissolution d’un peu de platine, vu la facilité avec laquelle ces métaux forment des alliages.
- On observe de nouveau qu'au moment de la fusion la résistance diminue considérablement ; l’augmentation de résistance due à la création du champ magnétique existait certainement, encore qu’elle fût extraordinairement plus faible que celle du métal solide à la température ordinaire/
- En résumé, on constate que l’effet longitudinal et l’effet transversal diminuent tous deux dans des proportions considérables quand la température s’élève, mais la marche des phénomènes n’est pas parallèle. Tandis que l’augmentation de résistance atteint une valeur très faible pour des valeurs encore très éloignées du point de fusion, la région de décroissance rapide de l’effet de Hall est très voisine du point de fusion, si même il n’y a une disparition brusque quand le bismuth prend l’état liquide.
- On étudia également le phénomène de Hall dans l’antimoine; l'influence de la température est beaucoup moindre que pour le bismuth. Dans le mercure l’effet de Hall ne se manifeste pas, mais sa résistance croît d’environ 0,2 0/0 quand il est traversé par un courant dans un champ magnétique.
- C. R.
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- t$8
- Sur la mesure de la radiation électrodynamique, par MM. Boys, Bricoe, Watson (1).
- Dans ce long mémoire les auteurs exposent les recherches qu'ils ont faites pour trouver expérimentalement la valeur moyenne du carré de l’intensité du courant ondulatoire qui circule dans uh résonateur rectiligne placé dans le voisinage d’un excitateur. Dans ce but ils ont employé deux méthodes tout à fait différentes. .
- Première méthode.
- Cette méthode repose sur des principes théoriques qui nous semblent fort contestables, et, de plus, elle n'a fourni aux auteurs que des résultats négatifs.
- Considérons deux fils métalliques, rectilignes et verticaux, tendus parallèlement à une petite distance l’un de l’autre, et supposons qu’un excitateur, à l’unisson avec chacun d'eux, soit disposé dans le plan vertical par rapport auquel ces fils sont symétriques. Des courants ondulatoires de même phase prendront naissance dans les fils, et deux éléments pris sur chacun à la même hauteur posséderont à chaque instant des charges électriques égales et de même signe et seront parcourus par des courants de même sens et d’intensité égale. Les charges électriques produiront une force répulsive et le passage des Courants donnera naissance à une force attractive entre les fils. Les auteurs admettent que la répulsion électrostatique se produit entre les extrémités des fils qui sont en regard, tandis que l'attraction électrodynamique se manifeste entre les régions centrales de ces fils. Ensuite ils démontrent, par une méthode géométrique qui prête fort à la critique, que par unité de longueur du fil, l’attraction est égale à la répulsion.
- Pour vérifier expérimentalement l’existence de cette répulsion et de cette attraction, les auteurs ont pris deux résonateurs ayant la forme représentée par la figure i ; les deux portions extrêmes A B et E F avaient 8 centimètres de longueur, la partie CD, J6 centimètres, les deux portions horizontales B C et DE, 3 centimètres. L’un de ces résonateurs pouvait tourner autour d’un axe vertical xy passant par les milieux de B C et de D E ; l’autre était disposé parallèlement au premier.
- (i) Pbilosophical Magazine, y série, t. 31 ; p. 44, janvier 1891.
- L'excitateur était formé de deux tiges métalliques placées verticalement l’une au-dessus de l’autre et laissant entre elles un petit intervalle où jaillissaient les étincelles ; deux fils très fins mettaient ces conducteurs en communication avec les deux pôles d’une machine de Holtz.
- L’attraction électrodynamique qui, d'après la théorie précédente, doit s’exercer sur la portion CD, et la répulsion électrostatique qui doit s’exercer sur les extrémités A B et E concordent pour faire tourner le résonateur mobile autour de son axe xy. L’expérience a montré qu’il y avait rotation dans le sens prévu par la théorie.
- Les auteurs ont ensuite cherché l’action d'un
- A x
- A
- B»---|C
- E..___|D
- f iy
- c
- Fig. 1 et 2
- résonateur rectiligne placé, en premier lieu, du côté de l’axe où se trouvent les portions A B et EF du résonateur mobile, en second lieu, de l’autre côté de l’axe. Conformément à leur théorie, ils ont observé une répulsion dans le premier cas; mais dans le second, au lieu de l’attraction prévue, ils ont obtenu une faible répulsion.
- Dans une troisième série d’expériences les résonateurs employés étaient de la forme représentée par la figure 2. L’un d’euxpouvait tourner autour d’un axe contenant la portion rectiligne AC; l’autre était placé parallèlement à une petite distance du résonateur mobile. Par cette disposition la répulsion électrostatique était sans effet et le résonateur mobile devait tourner sous l’action de l’attraction électrodynamique s’exerçant sur la boucle. Contrairement à ces prévisions, aucune rotation ne put être observée.
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- De ces trois séries d’expériences, la première est donc la seule qui donne des résultats conformes aux prévisions théoriques. Mais, comme le font observer les auteurs, ces résultats pourraient être dus à une autre cause que l’action des courants ondulatoires. En effet, écartons les deux tiges de l’excitateur de façon à ce que les étincelles se succèdent lentement, sans donner lieu à une décharge oscillante proprement dite. Pendant l’intervalle qui sépare deux étincelles, les deux tiges de l’excitateur possèdent des charges de signe contraire. Ces charges électrisent par influence les deux résonateurs, et les extrémités en regard de ceux-ci se trouvent chargées d’électricité de même nom ; il en résulte donc une répulsion entre ces extrémités. Quand les tiges de l’excitateur sont suffisamment rapprochés pour donner lieu à un flux continu d’étincelles oscillantes, les phénomènes précédents se produisent encore, mais à des intervalles plus rapprochés. La rotation du résonateur observée dans la première série d’expériences pourrait, par conséquent, être due à la répulsion des charges produites par influence. Pour reconnaître s’il en était bien ainsi, les auteurs ont cherché quel était l’effet de l’excitateur quand les étincelles se succédaient lentement; ils ont trouvé qu’il y avait encore répulsion entre les résonateurs.
- Est-il possible de supprimer l’influence perturbatrice de l’excitateur? Un écran métallique entourant les résonateurs remplirait évidemment ce but, mais il aurait le grave inconvénient d’empêcher en même temps la production des courants ondulaloires, puisque les variations du champ n’auraient alors aucune influence sur les conducteurs protégés par l’écran. Si nous formons l’écran avec une substance médiocre conductrice de l’électricité, les variations lentes du champ seront encore sans action sur les résonateurs, car la distribution des charges appelées par influence sur la surface de l’écran pourront varier en même temps que le champ extérieur et maintenir un champ nul à l’intérieur. Au contraire les variations rapides du champ se feront sentir à l’intérieur de l’écran, car, à cause de sa médiocre conductibilité, les charges appelées par influence ne pourront suivre les variations du champ.
- 11 s’agissait donc de trouver une substance suffisamment conductrice pour mettre les résonateurs à l?abri des variations du champ se produisant
- à chaque étincelle, sans les soustraire à l’action des variations périodiques très rapides qui ont lieu pendant le passage même de l’étincelle.
- Les auteurs ont constaté qu'un linge humide supprimait parfaitement l'action des premières variations.
- Quant à l’action des oscillations des décharges, il est facile de voir qu’elle n’est pas annulée. En effet, d’après les recherches de M. J.-J. Thomson, il faut une couche d’une solution étendue d’acide sulfurique de 3 à 4 millimètres d’épaisseur pour arrêter des oscillations de 1 cent millième de seconde, et, en outre, l’épaisseur d’une couche d’un autre liquide produisant le même effet est proportionnelle à la résistance spécifique de ce liquide. Par conséquent, il faudrait, pour arrêter les oscillations employées par les auteurs, lesquelles étaient au nombre de 500000000 par seconde, une couche d’eau excessivement plus épaisse que celle qui se trouvait dans le linge mouillé utilisé comme écran.
- Ayant ainsi trouvé le moyen d’arrêter les variations lentes du champ produit par l’excitateur, MM. Boys, Briscoe et Watson ont repris la première série de leurs expériences avec un nouvel appareil construit comme le premier, mais présentant une sensibilité extrême. Ils ne purent obser-ver aucune déviation du résonateur mobile lorsqu’un linge mouillé était interposé entre l’excitateur et les résonateurs.
- 11 semblerait naturel de conclure de ce résultat négatif que la théorie qui sert de base à ces expériences n’est pas exacte. Mais confiants dans l’exactitude de cette théorie, les auteurs ont admis qu’une rotation du résonateur mobile se produisait néanmoins et qu’elle était de l'ordre de grandeur des erreurs de lecture.
- La rotation étant observée par la méthode de Poggendorf, et les déplacements de la tache lumineuse sur l’échelle pouvant être appréciée avec une erreur moindre que 1/5 de millimètre, ils ont pris pour valeur maxima de la rotation qu’ils attribuaient à l’attraction électrodynamique et à la répulsion électrostatique celle qui correspond au déplacement de 1/5 de millimètre. Ils en ont déduit, à l’aide des dimensions de l’appareil et par un raisonnement que nous ne reproduirons pas, que la racine carrée de la valeur moyenne du carré de l'intensité du courant ondulatoire parcourant l’un des résonateurs est moindre que 0,003 ampère.
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- Seconde méthode.
- Dans cette méthode la valeur moyenne du carré de l’intensité est obtenue par la mesure de la quantité de chaleur dégagée par le courant. La petitesse de cette quantité de chaleur rend la méthode très délicate. Les difficultés expérimentales ont été très habilement surmontées par l’emploi d’un appareil très sensible construit d’après le principe du thermomètre à convection de Joule.
- Ce thermomètre consiste en un tube cylindri-
- Fig- 3, 4, 5 et 6
- que d’environ 6o centimètres de longueur, divisé intérieurement par une cloison de carton noirci passant par l’axe du tube. Ce diaphragme s’arrête à quelques centimètres des extrémités du tube qui sont fermées par des bouchons. Au bouchon supérieur est attachée par un fil de soie une aiguille à coudre aimantée portant un petit miroir. Un excès de température d’un côté de la cloison produit un courant d’air qui, en passant par le haut de la cloison du côté chaud au côté froid, fait dévier l’aiguille.
- L’appareil employé par MM. Boys, Briscoe et Watson est représenté, en coupe et en plan, parles figures 3 et 4.11 se compose d'un tube en verre T en-
- castré dans un anneau d’acajou D que supportent deux blocs de bois A et B. La cloison F va de l’extrémité inférieure du tube, qui est ouverte, à la partie supérieure qui est fermée par un bouchon de liège; un trou est pratiqué dans la cloison à quelques centimètres du haut. Dlun coté de la cloison se trouve le résonateur, formé de deux fils fins de platine parallèles et réunis entre eux par leurs extrémités supérieures.
- Au dessous de la cloison, on dispose un petit morceau de phosphore à l’extrémité H du tube de verre H K. Ce phosphore s’oxyde et donne une colonne d’acide phosphorique bien délimitée, qui tombe lentement lorsque l’air est parfaitement tranquille.
- Lorsque la température n'est pas la même des deux côtés de la cloison, un courant d’air se produit à la partie inférieure et la colonne de fumée est déviée. En déplaçant les deux demi-cylindres de verre M et N entre lesquels tombe la colonne on peut diminuer ou augmenter la largeur dü courant d’air et obtenir par tâtonnements le maximum de sensibilité. Une échelle divisée L, devant laquelle tombe la colonne, permet de mesurer les déviations.
- A cause de l’extrême sensibilité de l’appareil, le rayonnement inégal des corps qui l'entourent produit un déplacement continuel de la colonne. Pour éviter cet inconvénient, le tube T est entouré d’un tube de garde G, animé d’un mouvement de rotation continu à l’aide d’un mouvement d’horlogerie placé à la partie supérieure de l’appareil. Alors,si quelque partie du tube de garde s'échauffe légèrement, elle échauffe à son tour également toutes les parties du tube intérieur et, par conséquent, cet échauffernent ne doit produire aucun effet. C’est d’ailleurs ce que montre l’observation de la colonne; elle reste parfaitement verticale quand le tube de garde est en mouvement.
- Pour reconnaître la quantité de chaleur qui pouvait être décelée par l’instrument, on faisait passer dans les fils de platine un courant continu produit. par un élément Daniell dans le circuit duquel était intercalée une grande résistance R. Connaissant la résistance r du fil de platine, il était facile de calculer la quantité de chaleur développée par seconde par le passage du courant. Les auteurs ont trouvé ainsi qu’un développement de chaleur de 0,0000003 calorie par seconde et par centimètre du fil était nettement appréciable.
- Mais l’instrument précédent se prêtait mal à des
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- IOI
- mesures quantitatives; de plus, il avait l’inconvénient de ne pouvoir servir lorsque la température était moindre que 15° C, le phosphore ne s’oxydant pas dans l’air au-dessous de cette température. Aussi cet appareil n’a-t-il guère servi qu’à chercher quelles étaient lesmeilleures dimensions
- à donner au tube pour obtenir le maximum de sensibilité.
- Dans l’appareil définitif le tube est fermé à ses deux extrémités et la cloison s’étend depuis l’extrémité supérieure jusqu’à 15 centimètres environ de l’sxtrémité inférieure. A 12 centimètres environ du haut, la cloison est percée d’une ouverture
- A (fig. 5 et 6). Dans cette ouverture se trouve un petit miroir M suspendu par un fil à une pince E traversant le bouchon supérieur D ; un petit contrepoids W équilibre le miroir. Sous l’influence dû courant d’air qui traverse l’ouverture lorsque les deux côtés de la cloison sont à des températures différentes, le miroir est dévié et sa déviation est mesurée par la méthode de Poggendorf. Pour éviter l’action du.courant d’air sur le contrepoids W, celui-ci est logé dans une sorte de niche B.
- A la hauteur de la ligne K L qui passe par le centre du miroir le tube porte une ouverture fermée par une glace plane. Le tube de garde est formé de deux portions laissant entre elles, à la hauteur de K L, un espace de 3 centimètres; ces deux portions sont réunies au moyen de trois boulons passant dans des garnitures de bois N„ N2 (fig. 7) qui les enserrent. De cette façon la tache lumineuse donnée par le rayon lumineux réfléchi par le miroir est bien nette.
- L’excitateur est formé de deux tiges cylindriques creuses D et E aux extrémités desquelles on enfonce plus ou moins, de manière à modifier la longueur, des cylindres pleins à bouts arrondis ; ces tiges sont fixées sur les traverses C et F d’une étagère en bois. Deux fils fins les mettent en communication avec les deux pôles d’une forte bobine de Ruhmkorff. Pour éviter que les charges des tiges de l’excitateur produisent par influence une déviation du miroir M, la partie du tube contenant ce miroir est entourée d’une feuille d’étain E F G H (fig. 5).
- La sensibilité de l’appareil est telle qu’il est posssible d’apprécier sûrement un développement de chaleur de 0,000014 calorie par seconde dans le fil entier, soit une production de 1 calorie en près de 20 heures.
- Dans une des nombreuses séries d’expériences effectuées avec cet appareil, on a trouvé, lorsque l'excitateur était à 30 centimètres du résonateur, les déplacements suivants, exprimés en centimètres, de l’image lumineuse :
- 45» 44; 57 ; 36; 33,6; 36,9; 44,S ; 43,5;
- 40,2; .40,2; 39.
- La moyenne est
- 40,4 centimètres.
- D’autre part, en supprimant l’excitateur et ert
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- faisant passer dans le résonateur le courant continu auquel était intercalée une résistance totale de 115 ohms, on a obtenu les déplacements suivants :
- 4S 4i; .39,3; 40; 4',
- dont la moyenne est
- 40,3 centimètres. •
- M. Grégory avec son « Mesureur des radiations électriques » décrit dans le numéro de janvier 1890 du Philosopbical Magazine.
- J. B.
- Quatrième et cinquième notes sur les obsérva-tions des coups de foudre en Belgique, par MM. Evrard et Lambotte (')•
- La résistance du fil formant le résonateur étant de 38 ohms, la quantité de chaleur dégagée dans cette expérience était de
- 1
- 4,2 x ÎO7
- x 38 x IOf x
- / ixio8 y
- \i 15 X IO»/ ’
- en prenant un volt pour la force électromotrice du daniell. En effectuant les opérations on obtient
- Effet des pointes.
- Quant aux caprices de la foudre, il est facile de les expliquer en étudiant la question de près. L’état électrique d’un nuage est éminemment variable, et ses variations se font en un temps très court; il est facile de s’en assurer en observant la marche d’un électromètre enregistreur, pendant qu’un orage passe dans le voisinage ou au-dessus de l’appareil.
- Q= — x = 0,000685 calorie.
- 4,3 (I 15)
- Telle est la quantité de chaleur développée par seconde dans le résonateur par les courants ondulatoires qui le parcourent dans la première expérience.
- Pour avoir la valeur moyenne du carré de l’intensité de ces courants, il faut connaître en outre la résistance du résonateur pour les courants périodiques. Les auteurs la calculent par la formule de lord Rayleigh,
- R,c=\/^/|xR'
- où R’ est la résistance effective, R la résistance pour les courants continus exprimée en unités C. G. S., p le produit par 2« du nombre d’oscillations en une seconde, l la longueur du fil, et ja la perméabilité magnétique de la substance. En remplaçant dans cette formule [a par 1 et les autres lettres par leurs valeurs dans les conditions de l’expérience, on trouve R'= 58 ohms.
- On en déduit pour la valeur moyenne du carré de l’intensité du courant
- ,, JQ
- I* =*= 0,000049 ampere.
- On constate ainsi que les variations de potentiel qui se produisent dans un nuage électrisé sont excessivement grandes et rapides; et comme, d’autre part, le nuage ne se meut que lentement, eu égard à la rapidité de ces variations, il peut arriver qu’à un moment donné la différence de potentiel entre un nuage et un objet rapproché et bon conducteur soit trop minime pour vaincre la résistance relativement faible qui existe entre eux, tandis que quelques secondes plus tard la valeur de la différence de potentiel sera telle que la décharge pourra se produire au travers d’un chemin beaucoup plus résistant. C’est à ce fait, croyons-nous, qu’il faut attribuer pour une large part ce que la décharge de la foudre paraît avoir de capricieux dans le choix des points qu’elle frappe. De la soudaineté de ces variations dans la valeur du potentiel d’un nuage électrisé, nous pouvons aussi conclure que le rôle qu’on attribue à une pointe aiguë pour diminuer la tension électrique du nuage qui est au-dessus d’elle est fortement exagéré; le débit d’électricité d’une pointe, même très aiguë, est hors de proportion avec la rapidité avec laquelle la tension électrique augmente oü diminue pendant qüe l’orage éclate; pour Un édifice, en particulier, nous croyons que c& rôle est peu important et que là pointe, la tige et le conducteur du paratonnerre ont avant tout l’im-
- Ce résultat concorde avec ceux obtenus par
- <9 Voir La Lumière Electrique, 18 juillet 1891.
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- mense avantage de fixer le chemin que doit suivre la décharge, au cas où elle éclate.
- Cependant, la multiplication des pointes peut jouer un rôle important, analogue à celui que remplissent les forêts; elles peuvent, lorsque les variations électriques se font avec lenteur, comme c’est le cas le plus fréquent, entre autres avant l’orage, débiter des quantités d’électricité assez grandes pour qu’un vrai courant d’air électrisé se produise constamment et diminue par ce fait l’intensité des différences de potentiel qui peuvent s'établir entre les régions supérieures de l’air et les objets situés sur le sol.
- La multiplication des pointes, des forêts, des feux, de tout ce qui peut amener le rétablissement continuel de l’équilibre électrique dans l’atmosphère, équilibre que tant de causes tendent à détruire, est certainement un moyen naturel et efficace dont on peut disposer pour diminuer peut-être l’intensité et la fréquence des phénomènes orageux.
- Les réseaux téléphoniques et la foudre.
- On a souvent élevé des objections à l’établissement des réseaux téléphoniques en se basant sur l’augmentation des dangers de foudre qui pourraient en résulter. Cette manière de voir est réfutée par le fait suivant.
- Il résulte d’une correspondance, publiée récemment, entre la Compagnie d’assurances contre l’incendie de Magdebourg et la Direction générale des télégraphes en Allemagne qu’un réseau téléphonique aérien constitue une protection contre la foudre. De 1883 à 1888, il n’y a eu à Hambourg qu’un seul coup de foudre au centre de la ville, où le réseau des fils est très dense, tandis qu’il y en avait beaucoup dans les faubourgs, où il n’y a pas de fils.
- A Berlin, comme dans d’autres villes allemandes, ainsi qu’à Copenhague, on a observé des cas analogues. D’ailleurs, le réseau de l’administration allemande a été construit avec le plus grand soin et avec un très grand nombre de parafoudres.
- A ce sujet, voici les recommandations que croit devoir faire M. Evrard après une étude approfondie du sujet : .
- i° Interrompre le service en temps d’orage et mettre directement tous les fils sur terre au bureau central ;
- 20 Munir tous les postes d’abonnés de paraton-
- nerres efficaces et recommander aux abonnés de s’abstenir de se servir du téléphone en temps d’orage;
- 3° Constituer le fil de terre du paratonnerre des postes d’abonnés (qui peut être celui de l’appareil même) par un conducteur nu en cuivre de 2 millimètres de diamètre;
- 4° Prendre la terre autant que possible à une conduite d’eau, à une pompe pour eau de puits (et non pour eau de citerne), ou à une conduite de gaz entre le compteur et la canalisation de la rue ;
- 5° Souder à froid le raccord à la terre, si on ne peut souder à chaud;
- 6° Écarter les fils de ligne de 0,50 m. au moins des conduites d’eau et de gaz partout, où cela sera possible;
- 7° Éloigner les fils de terre des conduites de gaz en plomb, surtout quand la terre n’est pas constituée par la canalisation du gaz;
- 8° Placer les fils de ligne et de terre aussi loin que possible l’un de l’autre, surtout dans les coudes, ne pas leur faire traverser une même pièce de bois (ou d’une autre matière inflammable) par des trous éloignés de moins de 10 centimètres :
- 90 Relier les chevalets des réseaux par un fil de fer de 7 millimètres, ou deux fils de 5 millimètres, à une conduite d’eau, à une conduite de gaz, dans les conditions indiquées ci-dessus, ou à une plaque de terre d’un mètre carré de surface plongeant dans un puits; souder tous les raccords.
- En ce qui concerne l’administration belge des télégraphes, des instructions ont été données pour que tous les montants des chevalets et les poteaux métalliques soient munis de paratonnerres dont les conducteurs se terminent en aigrettes système Melsens. Sur les poteaux en bois, on a appliqué des paratonnerres spéciaux constitués par un fil métallique plongeant dans le sol.
- Tous les hommes compétents, savants et ingénieurs des télégraphes, estiment généralement que les lignes téléphoniques et télégraphiques protègent les maisons sur lesquelles elles sont attachées, si elles sont bien établies, avec de bonnes terres au poste central et aux postes extrêmes. Par surcroît de précaution, quelques-uns des supports doivent être reliés à la terre ou aux conducteurs du paratonnerre si la maison en est munie, et les appareils des abonnés doivent être
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- pourvus de paratonnerres. 11 convient aussi d’exiger que les lignes ne passent pas trop près de masses métalliques; dans ce cas, il y aurait à craindre des décharges latérales.
- Construction des paratonnerres.
- M. Evrard discute en outre longuement la construction des paratonnerres et s’arrête avec beaucoup de soin sur les travaux de Lodge; ceux-ci ont été étudiés suffisamment dans ce journal pour qu’il n’y ait pas lieu d’y revenir. Mentionnons cependant la remarque suivante sur les travaux de Melsens relatifs à la construction des paratonnerres de ce système.
- Melsens n’a malheureusement jamais résumé ses idées d’une manière bien explicite. Dans les publications qu’il a faites, il a défendu son système, en niant l’existence des zones de protection des hautes tiges et en prétendant que les conducteurs de fer de 6à8 millimètres de diamètre suffisent à l’écoulement d'une décharge atmosphérique; il a beaucoup insisté sur la nécessité :
- i° De mettre dans le circuit les conduites de gaz et d’eau (à la condition, bien entendu, qu’elles
- aient une conductibilité suffisante) ainsi que les masses métalliques importantes du bâtiment à protéger, particulièrement celles qui peuvent constituer un chemin plus ou moins direct vers la terre;
- 2° D’avoir des prises de terre de grande surface et de faible résistance (comme le conseille M. Wimshurst).
- Dans la pratique, il a montré la préoccupation constante de placer des aigrettes ou tout au moins de faire passer des conducteurs sur tous les points exposés, tels que faîtes, corniches, clochetons, cheminées; de relier aux conducteurs les girouettes et autres saillies métalliques des toitures. Mais de règles, point.
- Si l’on ajoute à ce qui précède que Melsens n’isolait pas les conducteurs, on pourra cependant constater que ses paratonnerres répondent à peu près complètement aux instructions de Lodge, à part que les conducteurs ne sont pas isolés des murs et. qu’en règle générale ils sont reliés aux masses métalliques importantes du bâtiment, tandis que Lodge dit qu’il est des cas où ces masses métalliques doivent simplement être reliées entre elles et à la terre.
- Renseignements statistiques sur les coups de foudre en Belgique.
- Province* 1884 1885 1886 1887 1888 Totaux Rang: dans l'en- semble
- Nombre Rang Nombre Rang Nombre Rang Nombre Rang Nombre Rang
- Brabant 13 6 10 5 47 3 13 4 52 I 133 I
- Flandre occidentale... 18 2 27 2 52 1 21 I 14 8 132 2
- Liège 16 3 • 27 3 33 4 9 7 34 3 119 3
- Hainaut 14 4 35 I 20 7 13 5 35 2 117 4
- Namur 14 5 10 4 51 2 9 6 24 4 108 5
- Flandre orientale 25 I 5 8 27 . 6 '4 3 21 6 92 6
- Anvers 11 7 7 6 31 3 l6 2 21 7 86 7
- Limbourg 6 8 7 7 16 8 3 8 22 5 54 8
- Luxembourg 4 9 5 9 12 9 3 9 6 9 30 9
- 121 133 289 101 229
- Les deux notes se terminent par des renseignements statistiques relatifs à la Belgique et résumés dans le tableau ci-dessus.
- Nous notons en outre les renseignements suivants sur la nature des coups de foudre observés en dehors des lignes télégraphiques.
- 1887 1888
- Sur paratonnerres............................... 3 3
- Sur habitations, ( Effets mécaniques........... 21 83
- églises, moulins ( Incendies................... *7 19
- Sur personnes ou animaux....................... 1 13
- Sur le sol...................................... 1 3
- Sur arbres..................................... 27 42
- Sur lignes téléphoniques eu télégraphiques. 27 66
- Totaux......................... loi 228
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- Quant aux accidents de personnes, ils ont eu lieu comme suit :
- IS87 1888
- tiléuij
- Dans les habitations.... 1
- En dehors des habitations. 4
- Dans les postes télégraphiques ou téléphoniques .. —
- Sous des arbres......... 2
- Voici enfin quelques détails sur des cas de foudre globulaires. Ces cas sont assez rares pour que nous ayions cru devoir reproduire les descriptions que donne M. Evrard.
- 11 a été observé quatre cas de foudre globulaire en Belgique en 1887, et trois en 1888.
- Parmi les quatre cas de 1887, il faut mentionner celui de Gand (2 juin), dans lequel l’école industrielle de cette ville a été frappée.
- La foudre a fait ensuite irruption dans une salle attenante ayant ses deux portes ouvertes, et qui contient trois moteurs à gaz et une machine à vapeur. Un ouvrierqui nettoyait celle-ci, a vu, entre le volant et la bielle du balancier, deux globes de feu en forme de poires se joindre en provoquant une forte détonation et sans occasionner d'accident ni de dégâts.
- Le coup de foudre globulaire du 14 octobre à Anvers a été particulièrement intéressant.
- Voici les parties saillantes du rapport qui l’a signalé à M. Evrard.
- Le 14 octobre, vers 2 heures par une pluie torrentielle, un formidable coup de foudre se fit entendre, succédant presque immédiatement à un éclair des plus intenses.
- La foudre venait .de tomber sur la maison de M. Hurbain, au coin de la place de la Commune et de la rue Van Ertborn.
- Cette maison, haute d’environ 25 mètres, est surmontée d’un petit dôme à charpente en bois, couvert de tuiles, et dont la flèche en zinc a dû être frappée par la foudre.
- Celle-ci a arraché un grand nombre de tuiles du dôme et une partie de la gouttière en zinc, est descendue, le long de deux tuyaux en fer-blanc, qu’elle a complètement tordus, et s’est jetée sur une plate-forme en zinc, qu’elle a trouée en plusieurs points.
- Pratiquant en même temps une brèche dans le
- mur, le fluide est entré dans le salon, y a détruit une partie du plafond, arraché du mur trois fortes baguettes en cuivre et est allé frapper le couronnement d’une glace se trouvant sur la cheminée, en face de l’endroit par où il paraît être entré.
- Tout en pénétrant dans le salon, la foudre a soulevé un coin du plancher de l’appartement situé immédiatement au-dessus et a détruit les fils des sonneries dans plusieurs autres places. 11 est à remarquer que ce plancher repose sur des poutrelles en fer, que toutes les moulures dorées du plafond ont été fortement noircies et endommagées et que seul un grand lustre en cuivre, suspendu au milieu de l’appartement, n’a pas été atteint.
- 11 me serait impossible de tracer le chemin suivi par la foudre pour arriver dans la maison inhabitée portant le n° 3 de la rue Van Ertborn et dans le café Philippe, attenant à la propriété Hurbain, du côté de la place de la Commune.
- Dans la première de ces habitations, le fluide a cassé plusieurs carreaux et détruit toutes les sonneries électriques. Le papier qui recouvrait les fils a été arraché des murs et dans le corridor; le couvercle en porcelaine d’un bouton d’appel a été brisé en plusieurs morceaux, tandis que le disque en bois est resté attaché à la muraille, mais a été complètement carbonisé.
- Dans la maison du café Philippe, la foudre a percé plusieurs trous dans les cloisons des mansardes.
- Un témoin oculaire, ancien préparateur de physique dans une institution de France, a vu, dit-il, la masse noire des nuages s’ouvrir pour livrer passage à une boule énorme de feu qui s’est abattue sur le dôme de la maison Hurbain, puis a rejailli sur le sol, à une distance de 1,50 m. à 2 mètres de la tête des chevaux attelés à une machine de la ferme des boues, qui opérait la vidange des fosses d’aisance du café Philippe. Sur le sol, ce globe a fait explosion et l’observateur en a parfaitement distingué plusieurs éclats, notamment un qui se dirigeait vers la station et a passé au-dessus de la maison d’où il suivait le phénomène, et un autre qui se dirigeait vers l’Athénée. Un troisième a pratiqué un trou de 10 centimètres environ dans le mur de façade, près de l’un des angles supérieurs de la porte d’une maison, place de la Commune, séparée par plusieurs autres du café Philippe. 11 n’y a pas produit d’autres dégâts.
- Un quatrième enfin a atteint un tuyau à gaz, en
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- fer, alimentant un réverbère placé à côté de la porte du café Philippe et a partiellement fondu le métal au point frappé. On a vu, en outre, une traînée lumineuse le long du tuyau en caoutchouc avec hélice intérieure en cuivre qui traversait le café pour aller dans la cour, et en même temps, on a entendu un crépitement, produit vraisemblablement par une série d’étincelles jaillissant d’une spire à l’autre de l’hélice.
- Le plus intéressant des coups de foudre globulaire observés en 1888 est celui qui s’est produit à Bruxelles. Voici les renseignements fournis par M. Wybauw. Chez le comte de Grünne, voici ce qu’on a constaté : Quatre personnes se trouvant devant les croisées dans la maison d’en face ont vu une masse lumineuse suivre le fil des horloges électriques se dirigeant vers la maison de Grünne et descendre le long de la façade jusqu’au dessus de la porte d’entrée, où le fil pénètre dans la maison. Le tube de plomb qui protège le fil descendant a été légèrement avarié au bas et le fil a été brûlé en cet endroit, ainsi qu’un fil desonnerie voisin; le bois de la porte a quelques traces de brûlure. M. le comte de Grünne m’a dit qu’au moment où il ouvrait la porte vitrée de son escalier donnant dans le grand vestibule, celui-ci s’est illuminé brusquement et présentait absolument une pluie de feu, des lignes verticales lumineuses.
- Le concierge et sa femme se trouvaient dans leur loge à côté de la porte d’entrée et voici ce qu’ils m’ont raconté : Au moment du coup de foudre, le concierge a vu près du plafond planer une boule de feu de la grosseur de ses deux poings, tournant très vite et projetant des étincelles avec de petites détonations. Cette boule a suivi le tuyau du gaz et est entrée dans l’armoire où se trouve le compteur. Une forte détonation s’est fait entendre; la porte de l’armoire a été violemment ouverte, et à ce moment le concierge dit avoir vu tomber une masse de feu qui s’est évanouie brus, quement.
- Le compteur n’a pas été avarié; seuls les fils de sonnerie placés dans un coin de l’armoire ont été brûlés.
- Ces deux cas de foudre globulaire sont assez précis pour qu'il ne puisse y avoir aucun doute à leur égard. Aussi avons-nous tenu à les signaler
- ' A. P.
- BIBLIOGRAPHIE
- L'Electricité dans la ferme, par ,M. Maximilien Ringelmann, professeur de génie rural à l’Ecole nationale de Grignon, directeur de la station d’essais de machines agricoles.— Librairie agricole de la Maison rustique.
- La lumière et la force motrice ne sont pas les deux seules formes sous lesquelles l’électricité puisse être employée dans une exploitation agricole. La germination des graines, la pousse des plantes sont accompagnées de phénomènes électriques, et l’on a été conduit à rechercher jusqu’à quel point l’action d’une source d’électricité artificielle pouvait aider la nature dans l’évolution des végétaux. Grandeau en France, Specnew en Russie, et d’autres, ont publié leurs observations personnelles sur ce dernier point, et ils concluent que l’électricité exerce une action indiscutable, favorable à certaines plantes, nuisible à d’autres.
- Un traité d'Electricité dans la ferme aurait présenté un réel intérêt s’il avait résumé nos connaissances en électro-culture. Cette lacune enlèvetoute originalité à l’ouvrage de M. Ringelmann. L’auteur s’est borné, en effet, à condenser en 57 pages une théorie complète de l’éclairage et du transport de la force par l’électricité, mais sans indiquer la manière de s’en servir et les applications possibles. Cette partie essentielle, que l’auteur appelle le cadre de l’ouvrage, sera probablement développée dans une troisième impression.
- L’agriculteur qui, s’en rapportant à la théorie de M. Ringelmann, organisera dans sa ferme une installation électrique, éprouvera de désagréables surprises. L’auteur, en effet, ne semble pas avoir une notion exacte de la différence entre le montage en série et le montage en dérivation, et il confond facilement intensité et force électromotrice : il est vrai qu’il parle du montage des récepteurs en série, dont l’invention est due à Cabanel-las, qu’il semble regretter que les lampes à incandescence exigent des courants continus, et que, comme réceptrices, il utilise des dynamos dont la réversibilité est une conséquence du principe de Carnot (pourquoi pas du principe d’Archimède?).
- Comme M. Ringelmann ne s’adresse qu’à ceux qui peuvent utiliser une force motrice hydraulique, le nombre des agriculteurs appelés à avoir recours à ce livre sera forcément restreint.
- François Miron.
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- FAITS DIVERS
- L’utilisation de la chute du Niagara étant entrée dans la période pratique, il n’est pas hors de propos de revenir sur l’histoire de ce district destiné à jouer un rôle si remarquable dans le développement de l’industrie contemporaine.
- La première cheminée en pierre y fut construite en 1750 par les Français. Elle servait à chauffer les casernes d'un fort é! vê à cette époque. Le fort fut brûlé en 1759 lorsque nos compatriotes évacuèrent le pays, à la suite de la chute de Québec, mais il fut reconstruit et considérablement augmenté; on le nomme aujourd’hui fort Schlosser. La cheminée du fort français existe encore, et elle est dans un parfait état de conservation.!
- Le fort Schlosser est construit à l'endroit où se trouvait l’ancien Portage servant à la communication du district des-lacs avec le Canada. C'est là que fut établi le premier rail-way des Etats-Unis. Les rails étaient en bois, et les voitures montées sur patins. On les faisait marcher avec une corde et un treuil, de manière à monter et descendre la côte. 11 y a encore dans cet endroit une route qu’on nomme le chemin du Portage.
- Actuellement le canal Welleland, qui vient d’être terminé, a une direction parallèle à celle du cours du Niagara et le suit à une distance d'environ 13 kilomètres sur le territoire du Canada. De plus, le service du Niagara a acquis une telle importance que le chemin de fer central de l'état de New-York a expédié huit trains par jour pendant tout l’hiver dans cette direction, avec dés sleeping-cars.
- Le premier hôtel construit à la cataracte fut une maison en bois élevée en 1814, à la suite du grand incendie qui détruisit la ville de Buffalo, alors un petit village et maintenant une grande ville de 260000 habitants. En 1822, un véritable édifice prit la place de la cabane. L’établissement a changé de mains en 1890, et on vient de le rouvrir le 1" mai 1891, après lui avoir fait subir une foule d’amélio-tions, d’embellissements et d’agrandissements. Le registre des visiteurs, qui date de 1822, est, paraît-il, une véritable curiosité.
- Ce sont des Français qui ont été les premiers à utiliser la force du Niagara. Ils établirent au-dessous des cataractes un moulin à eau employé à débiter les palissades dont on faisait grand usage pour la construction des forts, et les planches, seuls matériaux employés pour les maisons.
- On estime que la force motrice sera vendue par la compagnie un cinquième de ce que coûte la force motrice par vapeur dans les meilleures conditions. Comme nous l’avons déjà dit, la quantité d’eau empruntée au fleuve et dérobée aux chutes est évaluée à 4 0/0 du volume total. Ce nombre suppose que les cataractes suffiraient pour entretenir 3 millions de chevaux, si l’on trouvait moyen d'utiliser toute l’eau qui y coule.
- 11 faut encore quelques années pour que les turbines soient mises en marche et utilisées, car tous les détails du plan
- général ne sont point complètement arrêtés. Mais la fin prochaine de la construction du tunnel marquera le commencement réel de l’ère de l’utilisation.
- Les Etats-Unis ne sont point exempts de la plaie des grèves et des syndicats. Les télégraphistes des chemins de fer de l’Amérique du Nord ont tenu une session à Saint-Louis du Missouri, où 200 délégués prétendaient représenter 16 000 opérateurs.
- Comme d’ordinaire, en pareille circonstance, la réunion n’a point brillé par le calme et par l'intelligence des décisions. Les tribuns de l’assemblée ont obtenu la fusion avec la fédération des employés de chemins de fer. Les voilà embarqués dans les revendications des Chevaliers du travail et dans la lutte contre le capital.
- M. Haie, constructeur d’élévateurs à Chicago, vient d’offrir à son fils un observatoire situé à Kenwood, dans le voisinage. La lunette, qui a 12 pouces, a été construite dans le but de procéder aux recherches spectroscopiques. L’établissement possède donc une dynamo de 6 chevaux pour produire le courant nécessaire à l’emploi de l’arc voltaïque dans les expériences de comparaison des raies du spectre des substances chimiques et de celles des corps célestes.
- Cet établissement contiendra en outre toutes les applications de la lumière et de la traction électriques qu’on peut utiliser dans les observatoires. Il est probable qu’il attirera l’attention des délégués des observatoires européens qui visiteront l’exposition.
- Afin d’augmenter le nombre des visiteurs de l’exposition de Francfort, l’on a créé des cartes à prix réduits, valables pour un délai de cinq ou de neuf jours, et qu’on peut se procurer dans toutes les grandes stations de l’empire. De Berlin, elles ne coûtent que 48 fr.,60 en seconde, et 32 fr. 50 en troisième (aller et retour); le reste en proportion. Les enfants ne paient que demi-place jusqu’à 10 ans. Il est alloué 15 kilog. de bagages gratis à chaque voyageur. La distance de Francfort à Berlin étant d’environ 600 kilomètres, soit environ 1200 aller et retour, on peut se faire une idée de la modération des prix.
- Le Conseil municipal de Paris vient enfin de prendre une résolution importante. La commission de voirie a adopté à l’unanimité le projet Berlier, pour la traversée de Paris, dans la direction de l’Est à l’Ouest. Depuis 1887 cet ingénieur réclame l’application du système tubulaire pour la traction électrique souterraine. Il a fallu le succès du chemin de fer souterrain de Londres pour appeler l’attention sur une proposition qui semblait écartée d’une façon definitive. La seule différence entre le chemin Berlier et son analogue
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- londonien, c’est que l’ingénieur français propose d’employer un tube métallique.
- La ligne projetée, dont la construction aurait lieu sans interrompre un seul instant la circulation, mettrait en communication le bois de Boulogne avec le bois de Vincennes, en passant par les Champs-Elysées, la rue de Rivoli, la rue de Lyon, le boulevard Diderot et le cours de Vincennes. Le parcours total serait d’environ 14 kilomètres.
- La manufacture de glaces de Pittsbourg va être éclairée par l’électricité. La Compagnie d’éclairage a reçu la commande d’un petit chemin de fer éleetrique destiné à porter les glaces depuis la table où on les polit jusqu’aux divers départements. C'est, paraît-il, la première fois qu’on a songé à une semblable application.
- D’après VElectrical Review du 10 juillet, dans un grand dîner qui a eu lieu dernièrement à la Continental Callery, l’électricité a été employée d’une façon nouvelle; elle figurait jusque sous la table. [1 est bon d’ajouter que la table était en verre; 300 lampes à incandescence lançaient leurs jets de lumière de bas en haut, 275 autres lampes étaient disséminées dans les diverses parties de la salle.
- La cour suprême de l’Ohio a rendu son jugement dans le grand procès suscité entre les compagnies téléphoniques et les compagnies d’éclairage électrique, à propos des perturbations produites dans la téléphonie par les courants employés à la traction.
- La cour déclare que les rues sont ouvertes uniquement dans le but de faciliter la circulation, et que, par conséquent, ceux qui en profitent pour un autre usage ne peuvent jamais y avoir qu’un établissement précaire. Les troubles involontaires apportés dans leur jouissance par une autre industrie ne peuvent donner lieu ni à une indemnité ni à des mesures répressives. Cette décision, parfaitement motivée en droit et en fait, ne paraît pas susceptible d’être sérieusement attaquée devant la cour suprême des Etats-Unis, et l’on estime qu’elle mettra fin à l’instance.
- M. Keller, ingénieur new-yorkais, a été nommé par M. Bar-rett sous-directeur des services électriques de l’exposition universelle. C’est M. Keller qui sera spécialement chargé de surveiller les constructions nécessaires.
- L’administration supérieure de la foire du monde a décidé que l’exposition sera ouverte le soir, ce qui nécessitera une augmentation considérable dans le nombre et l’importance dçs installations d’éclairage.
- Quelques personnes ont manifesté leur étonnement en ne voyant pas figurer dans les projets adoptés par M. Barrett l’éclairage provisoire du parc pendant les travaux, mais cela tient uniquement à ce que chaque entrepreneur est par le ca-
- hier des charges obligé d’éclairer lui-même les travaux dont il est chargé.
- Le taux des billets n’a point encore été arrêté. D’après le conseil donné par M. Edison, il paraît qu’on les mettra en vente au taux de 1,25 fr. Mais il ne semble pas que l’on ait songé à adopter une combinaison financière semblable à celle qui a été pour beaucoup dans le succès de l’Exposition de 1889.
- Les directeurs prennent au sérieux la promesse faite aux ouvriers de ne pas tolérer le travail journalier pendant plus de huit heures. Une commission spéciale a été nommée pour examiner les accusations portées contre plusieurs entrepreneurs auxquels on reproche d’autoriser leurs hommes à faire des heures supplémentaires.
- Le 15 mai, à 10 heures et demie du matin, par une violente averse, un orage éclata sur Munich, et la foudre frappa une haute cheminée entourée par une construction dans laquelle se trouvent les chaudières d’un établissement de blanchissage à la vapeur. Cette installation confine d’une part à des prairies et à des jardins; d’autre part, elle touche à une cour dans laquelle se trouvent de grands réservoirs d’eau, avec un vaste réseau de tuyaux pour la blanchisserie. Au fond de la cour est le bâtiment de la blanchisserie et de la repasserie, pourvu lui-même d’une cheminée. La distance entre les deux cheminées est de dix mètres environ L’orage venait de l’ouest. La cheminée de la chaufferie fut endommagée sur une longueur de 1,5 m. environ, à partir de l’orifice. Sur le côté nord, où se trouvent les échelons de fer de l’échelle de visite, les dégâts ont été très considérables à l’intérieur, aux places correspondant à ces échelons.
- L’Elektrotechnische Zeihchrift, qui nous donne ces détails les accompagne d’une vue de la cheminée. Cette revue voit là une nouvelle preuve de la conductibilité de la colonne de fumée qui sort des cheminées; elle conclut à la nécessité de promulguer une ordonnance de police exigeant que les cheminées à vapeur soient munies de bons paratonnerres.
- On nous annonce l’arrivée à Southampton d’une commission américaine envoyée en Europe dans le but de conférer avec les commissions officielles nommées dans les différents Etats pour l’exposition de Chicago. Elle est composée de cinq membres : MM. Bullock, Butterwerth, Handy, Ben Davis et Peck. Ces commissaires sont porteurs de tous les documents nécessaires pour expliquer l’organisation des différents services, et notamment celui de l’électricité.
- Ainsi que nous l’avons annoncé il y a quelque temps, le gouvernement des Etats-Unis a rompu le lien artificiel qui rattachait le service météorologique à l’armée fédérale. Il a rattaché cette grande administration scientifique, dont la télégraphie est le moyen unique d’information, au bureau de
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- l’agriculture. En même temps, un décret du Président des btats-Unis, a confié la direction générale du nouveau service civil à M. Mark de Harrington, rédacteur en chef de VAmerican meteorological Journal. C’est un organe très estimé et où toutes les questions spéciales relatives à la science du temps sont discutées à un point de vue très élevé. Nous sommes persuadé que ce changement sera fort heureux pour la météorologie américaine, et que les questions d’électricité atmosphériques seront désormais traitées avec le développement qu’elles comportent.
- Qu’on dise encore que l’electricité ne pénètre pas partout. Un charcutier du quartier du faubourg Montmartre se sert de l’électricité pour actionner ses machines à faire les boudins et les saucisses. C’est, avec les ailes du Moulin-Rouge, la seule transmission de force faite par la station Edison de la cité Bergère.
- L’importance croissante des intérêts engagés dans les brevets d’invention a déterminé un mouvement considérable en Amérique pour obtenir la création à Washington d’une cour spéciale d’appel pour les procès relatifs aux patentes. Le Congrès n’a point accordé satisfaction aux pétitionnaires. Mais on a décidé la création dans tous les Etats-Unis de circuits de la Cour suprême.
- A des époques fixes, des juges de cette haute juridiction se rendent dans les principales villes et peuvent juger en appel les procès relatifs aux patentes. Si les inventeurs américains n’ont point l’avantage d'avoir une juridiction meilleure, ils ont au moins l’avantage d’être plus rapidement fixés sur leur sort et sans avoir à faire des frais si extraordinaires. C’est bien déjà quelque chose.
- On sait que l’ardoise, surtout lorsqu’elle est exempte de minerai de fer, fournit un excellent isolement. Nous trouvons dans VElectrical Industries du mois de juillet la mention d’un fait qui témoigne avantageusement en faveur de sa solidité. On est arrivé à New-York à perforer 12000 trous également espacés, et d’un diamètre uniforme de plus d’un 1/2 millimètre dans une plaque d’ardoise ayant une surface d’environ 1 1/4 mètre carré.
- Sur la demande de M. Aimé Girard, professeur au Conservatoire des Arts et Métiers, M. Hermite a présenté ses procédés de blanchiment électrique à l’étude de la Société d’encouragement pour l’industrie nationale.
- La IVestern Elecirician estime à 325 le nombre des tram, ways électriques fonctionnant actuellement aux Etats-Unis, en Angleterre, en Allemagne, en Italie, en Australie et au Japon. Il y a, d'après cette revue, 4000 wagons, 7000 moteurs, 4200 kilomètres de voie, sur lesquels on fait quoti-
- diennement, un trajet de 640 000 kilomètres et sur lesquels voyagent quotidiennement 750 millions de personnes. Il existe des pentes de 13 à 14 0/0; on atteint à des vitesses de 40 à 30 kilomètres par heure pour des wagons uniques ou pour des trains de 2 à 4 wagons. Le nombre des employés est d’environ 100000 hommes.
- La Société industrielle de la Basse Autriche vient de faire commencer la construction d’un bâtiment destiné à la section électrotechnique. Ce bâtiment s’élèvera, isolé, dans la cour du Muséum et occupera une superficie de 300 mètres carrés. Il doit être terminé à l’automne de cette année. II contiendra un laboratoire d’essai, des locaux pour les piles et des bureaux pour le personnel.
- Après la réclamation faite par M. Silvanus Thompson en faveur de l’ancien sergent-major Sturgeon, relativement à l’invention de l’électro-aimant, il en surgit une autre en Italie en faveur du comte Morrozzo, né à Turin en 1743, et mort à Collagno en 1804; ce personnage était brigadier et inspecteur de l’armée italienne, et il fut président de l’Académie de Turin de 1788 à 1800. Les titres du comte Morrozzo paraissent plus sérieux, s’il est vrai qu’on lise dans les comptes rendus de l’Académie de Turin, le passage suivant, cité par le professeur Volta et attribué par ce savant au professeur Vassati-Sandi.
- « Je finirai l’annonce des travaux de la classe relatifs à l’action du fluide galvanique sur les corps non organisés par l’observation de M. Morrozzo que des épingles minces en acier soumises à l’action de la pile de Volta, ensuite rendues flottantes sur l’eau à l’aide de petits morceaux de papier, ont pris la direction du méridien magnétique.» Mais le professeur A. Volta, qui a pris soin d’indiquer que l’abbé Vassati-Sandi a publié ce récit à la page 89 d’un volume des mémoires de l’Académie de Turin, a oublié d’indiquer l’année de la publication; nous le prions de vouloir bien réparer une omission assez gênante pour se prononcer sur le mérite de sa revendication.
- Un orage s’est abattu dernièrement sur Cincinnati et les environs. De nombreux fils télégraphiques ont été détruits.
- Les communications entre la ville et le dehors ont été interrompues ; douze cents téléphones sont mis hors d'usage.
- La compagnie d’éclairage électrique de la ville a subi des pertes considérables; elle use pourtant de paratonnerres, mais en dépit d’eux la foudre, se frayant un chemin, a fondu les ^cuivres des dynamos et toutes les lumières de la ville se sont éteintes.
- Éc air.ige Électrique
- Les études commencées il y a deux mois pour l’éclairage électrique de la gare Montparnasse touchant à leur fin, les
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- travaux d’installation vont être mis entrain sous peu de jours. L’électricité sera fournie par trois dynamos placées dans les sous-sols. Celles-ci devront alimenter soixante lampes de 25 à 40 carcels, dans l’intérieur de la gare, et deux lampes de 250 carcels qui seront placées de chaque côté de la façade principale.
- Les compagnies américaines de chemins de fer commencent à appliquer la lumière électrique à,l’éclairage des voies, et il n’est pas sans intérêt de connaître l’opinion à cet égard de l’un des ingénieurs de la Pennsylvania Railroad Company .
- L’éclairage des voies, dit cet ingénieur dans un rapport officiel, demande une lumière do.uce, et les lampes devront être placées à 20 mètres au-dessus du sol, on évitera avec soin les ombres portées. L’éclairage des gares de triage doit être très vif.
- L'emploi de la lampe électrique comme fanal des locomotives doit être rejeté jusqu'à présent, et l’éclairage électrique des voitures est un supplément de luxe qui en restreint l’application aux trains de luxe.
- C’est sur ces principes qu’a été montée la station pour l’éclairage électrique de la gare de Victoria à Manchester : deux locomobiles attaquent trois dynamos, dont une de réserve, qui alimentent quarante lampes à arc réparties tant dans la gare proprement dite qu’aux abords de la station.
- D’après VElectrical Review de Londres du 10 juillet, les travaux pour l'éclairage électrique de Brighton touchent à leur fin. La station génératrice de North-Road est à peu près achevée ; trois chaudières en acier doux de Lancashire sont installées.
- On a réservé de l’espace pour une autre série de trois chaudières semblables. La chambre aux machines renferme quatre dynamos qui donnent un rendement approximatif de 165 kilowatts, accouplées à quatre machines Willian, à soupape centrale, toutes fortement ej solidement fixées sur leurs fondations. Au-dessus se trouve une grue mobile, capable de porter six tonnes, au moyen de laquelle il est plus facile de transporter les lourds organes qui constituent les dynamos et les objets qui en dépendent. On a réservé de l’espace .pour doubler le nombre des dynamos et des machines qui s’y rattachent.
- On a placé dans une salle spéciale les supports et bâtis pour les accumulateurs, et l’on est en train de relier ceux-ci électriquement. On a ménagé de la place pour les accumulateurs qu’il pourrait y avoir lieu d’ajouter plus tard. Tout sera bientôt terminé.
- Le grand duc de Bade a ordonné l’installation de l’éclairage électrique dans son palais de Carlsruhe. Les travaux doivent être terminés à l’automne. Ils ont été confiés à 1 ' AU gemeine
- Rlectricitcets Gesellschaft de Berlin. Les conducteurs seront alimentés par les machines du théâtre de la cour.
- La Chambre de commerce de Vienne, en Autriche, a décidé de faire installer l’éclairage électrique à la Bourse. L’installation sera faite par V Alt gemeine Œsterreschische Elektrocitcets Gesellschaft. La grande salle, le vestibule et le péristyle seront éclairés par des lampes à arc, la grande salle des séances par des lampes à incandescence.
- Le conseil municipal de Vienne, en Autriche, a autorisé le projet d’éclairage électrique du cadran de l’horloge de l’hô-tel-de-ville. On emploiera 84 lampes à incandescence, chacune de 8 bougies.
- La municipalité de la ville de Szatmar a accordé provisoirement 40 000 florins pour l’installation de l’éclairage électrique.
- L’usine municipale des Halles doit abaisser bientôt son tarif et amener ainsi les compagnies privées à faire de l’éclairage à meilleur marché.
- Télégraphie et Téléphonie
- Un membre de la Chambre des communes s’apprête à poser au Post-master général une question qui ne laisse pas que d’être embarrassante. Si on admet que les principes incontestables de l’arithmétique s’appliquent à la fixation du prix des télégrammes, de Londres à Saint-Pétersbourg le mot se payant 55 centimes et de Saint-Pétersbourg en Sibérie 40 centimes, cela fait un total de 95 centimes de Londres en Sibérie, si on réexpédie de Saint-Pétersbourg.
- Mais si on télégraphie directement de Londres en Sibérie la taxe varie, suivant la distance, de 1 fr. 95 à 2 fr. 05. Elle est plus que double dans des conditions plus favorables.
- Voici le maximum et le minimum des appointements delà division supérieure des télégraphes d’Edimbourg : 1 surintendant en chef, de 440 à 500 livres sterling; 2 surintendants auxiliaires, de 300 à 390 livres sterling.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- -M.
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNELIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XLI).
- SAMEDI I»' AOUT 1891
- No 31
- SOMMAIRE.—Equations réduites pour le calcul des mouvements amortis; P. Currie.— Les dynamomètres ; Gustave Richard. — Recherches récentes sur les radiations électromagnétiques; C. Raveau. — Le commutaieur automatique pour téléphoné de Smith; E. Zetzsche. — Chronique et revue de la presse industrielle : Ampèremètre-voltmètre Weston. — Pile Faure au carbonate de fer. — De l’application des courants alternatifs à la transmission du travail, par MM. Maurice Hutin et Maurice Leblanc. — Le kinétographe d’Edison. —Revue des travaux récents en électricité : Pouvoir inducteur spécifique des électrolytes, par Edward B. Rosa. — Rotation électromagnétique du plan de polarisation dans les liquides, en particulier dans les solutions salines, par M. Hans Jahn. — Variétés : L’Exposition de Chicago. — Bibliographie : Manuel pratique de l’installation de la lumière électrique, par J.-A. Anney. — Faits divers.
- ÉQUATIONS RÉDUITES
- . . POUR LE
- CALCUL DES MOUVEMENTS AMORTIS
- Dans un grand nombre de questions de physique on est amené à considérer une équation différentielle linéaire du second ordre qu’il suffit d’intégrer pour avoir la solution cherchée. C’est ce qui arrive en particulier lorsque l’on étudie un appareil oscillant et que cet appareil est amorti par une force antagoniste proportionnelle à la vitesse.
- C’est encore une équation différentielle de ce v, genre que Ton obtient quand on se propose de calculer les moifvements oscillatoires ou apériodiques de l’électricité dans le circuit de décharge d’un condensateur.
- Nous nous proposons de donner ici des tableaux numériques et une méthode permettant de simplifier les calculs que l’on peut avoir à effectuer.
- La discussion d'une formule doit être poussée beaucoup plus loin par les physiciens que par les mathématiciens.
- Les mathématiciens peuvent se contenter d’étudier l'allure générale des courbes représentant les variations d’une fonction, de déterminer les lignes asymptotiques, les points d’inflexion, etc.
- Les physiciens doivent discuter numériquement, s’ils veulent tirer une conclusion physique quelconque: pour eux, par exemple, une quantité qui varie d’une quantité inappréciable, dans les conditions réalisables par expérience, peut être considérée comme une constante.
- La nécessité de discuter numériquement n’exclut pas la généralité de la discussion ; il n’est pas nécessaire de prendre un cas particulier. Seulement, il faut mettre les équations sous une forme particulière en n’y faisant figurer que des rapports de grandeurs de même nature. On a ainsi des équations réduites permettant de faire des discussions numériques générales et facilement applicables à tous les problèmes.
- Amortissement dans des instruments de mesure employés en physique.
- Nous allons préciser tout d’abord la question en considérant un appareil particulier.
- Nous choisirons par exemple le galvanomètre Deprez-d’Arsonval, dont les mouvements ont été étudiés théoriquement et expérimentalement par M. Ledeboer dans un travail publié par_ce journal^).
- (.*) La Lumière Electrique, t. XX, p. 577.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Désignons par
- a l’angle de déviation compté à partir de la position d'équilibre, t le temps,
- c le couple de torsion du fil de suspension par unité d’angle (c’est-à-dire pour un radiant).
- Hmrz le moment d’inertie du cadre mobile, s la surface moyenne d’une spire de la bobine mobile,
- n le nombre de tours de cette bobine, h l’intensité du champ magnétique dans lequel oscillent les côtés du cadre,
- R la résistance du cadre,
- R' la résistance extérieure qui ferme le circuit du galvanomètre, i l’intensité du courant électrique.
- A un instant quelconque, on a
- „ . d2 a . .
- 2ws — — = —c a.—ns ht,
- (— c a) étant le couple provenant de la torsion du fil, et (-\-nsbi) celui provenant de l’action du champ magnétique sur le courant, i étant pris positivement dans le sens qui donne sous l’action du champ un couple positif.
- Nous supposerons qu’il n’y a pas dans le circuit d’autres forces électromotrices que celles provenant des effets d’induction pendant le mouvement du cadre.
- On a alors, en négligeant les effets de self-induction,
- i (R + R'; = — n s h
- d a.' dt ’
- d’où l’équation du mouvement
- d2 a , il2 i-2 /;* dcL ,
- ^tttr*ntï + T+irdt+ca = 0-
- (0
- Cette équation est de la forme
- d'2 a . doc ,
- -dF + 2a Ht +ba==°-
- (2)
- en posant
- n2 s2 h2
- 2 (R + R') S m r*
- et
- b« =
- C
- 2 ni /•* *
- On trouverait de même que les mouvements
- d’autres instruments employés en physique sont encore parfaitement caractérisés par l’équation ( i ). Nous citerons, par exemple, le siphon recorder de Thomson, les galvanomètres à aimant mobile amortis par le voisinage d'une masse de cuivre, tels que les vieux modèles de galvanomètres à plaques de cuivre, le galvanomètre de Weber et le modèle à petit aimant mobile en fer à cheval de d’Arsonval.
- Nous citerons encore les électromètres apériodiques de J. et P Curie, de Carpentier, de Blon-dlot et Curie à amortissement magnétique et l’élec-tromètre Bichat et Blondlot à amortissement à air.
- Nous avons aussi réalisé une balance comportant un amortissement à air dont les mouvements sont très exaptement régis par l’équation (i).
- Dans d’autres instruments une équation différentielle linéaire du second ordre n'est certainement plus tout à fait suffisante pour représenter la loi élémentaire du mouvement de l’appareil, le couple d’amortissement n'étànt plus exactement proportionnel à la vitesse. Mais l’équation (2) peut donner toutefois une première approximation très utile pour guider le constructeur. Nous citerons comme instruments de cette catégorie les ampèremètres industriels, le galvanomètre à arête de poisson de Deprez, le galvanomètre Thomson à amortisseur à air, les électromètres à amortisseurs à palettes dans un liquide, tels que ceux de Thomson et de Mascart.
- Un manomètre à liquide, à mercure, par exemple, comporte aussi un certain amortissement provenant du frottement intérieur de ce liquide sur lui-même.
- Le mouvement d’un aréomètre est également amorti par le frottement du liquide dans lequel il baigne.
- Enfin les manomètres métalliques sont sans doute amortis par le frottement intérieur dans le métal lui-même.
- On voit que presque tous les instruments de mesure comportant le mouvement d’un système matériel ont un certain amortissement. 11 n’y a d’exceptiçn que dans des cas où les instruments fonctionnent comme instruments de zéro, au lieu de donner par la grandeur d’un déplacement la valeur de la quantité à mesurer. C’est de cette façon que fonctionnent d’ordinaire les électrodynamomètres et les balances.
- En général, il est non seulement utile, mais ab-
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- solument nécessaire de régler convenablement l’amortissement d’un appareil pour qu’il puisse fonctionner. Trop amorti, l’instrument est paresseux et la partie mobile ne vient se fixer dans sa position d’équilibre qu’au bout d’un temps considérable; pas assez amorti, l’instrument oscille presque indéfiniment.
- Les conditions de bon fonctionnement d’un appareil de mesure sont :
- i° Qu’il soit suffisamment sensible;
- • 2° Qu’il soit suffisamment précis, c'est-a-dire qu’il donne fidèlement plusieurs fois les mêmes indications pour les mêmes quantités à mesurer;
- 3° Qu’il soit suffisamment rapide dans ses indications.
- La troisième condition comporte comme condition nécessaire (mais pas toujours suffisante) un réglage convenable de l’amortissement.
- L’amortissement paraît avoir occupé jadis une place très secondaire dans la disposition d’un grand nombre d’appareils et le constructeur semble souvent ne pas s’en être préoccupé. On peut faire remarquer toutefois que le constructeur qui est parvenu à faire bien fonctionner un instrument en lui donnant certaines dimensions a, par cela même, réglé jusqu’à un certain point l’amortissement.
- Dans un manomètre à air libre, par exemple, il n’y a pas d’amortisseur, mais le diamètre du tube règle l’amortissement. Le frottement intérieur donne, en effet, pour un même excès de pression, une vitesse d’écoulement qui croît rapidement avec le diamètre. Si donc le tube est trop large, le liquide osçiilera longtemps avant de s’arrêter. Si le tube est trop étroit, le liquide viendra très lentement se fixer dans sa position d’équilibre. On est amené àchoisir convenablement le diamètre- entre ces deux cas extrêmes, c’est-à-dire que l’onchoisitun amortissementconvenable.
- Mais si par tâtonnement on arrive à réaliser pour un instrument un amortissement pratique, on arrive difficilement à avoir le meilleur amortissement si on ne se laisse pas guider par la connaissance des lois du mouvement.
- Il est quelquefois très utile d’avoir exactement le meilleur amortissement au point de vue de la rapidité des lectures ; soit que le phénomène que l’on-étudie né dure qu’un temps très court sans éprouver de variations, soit que l’instrument
- marchant déjà lentement dans les meilleures conditions possibles, il ne devienne toulà fait pénible de s’en servir avec un amortissement médiocrement réglé.
- Les équations du mouvement sont encore fort utiles à connaître lorsque l’on veut modifier convenablement toutes les pièces d’un appareil pour en réaliser un nouveau d’une sensibilité différente. Enfin les équations du mouvement permettent facilement de prévoir et de calculer exactement ce qui se passera pour une modification quelconque imposée à un appareil.
- 11 existe quelques instruments dans lesquels une partie au moins de l’amortissement est due à un frottement de solide contre solide; un amortissement de ce genre a toujours donné des résultats médiocres ou mauvais au point de vue de la précision des indications. L’indicateur de Watt et le Cardew, par exemple, donnent des résultats d’une exactitude douteuse.
- Une partie de l’amortissement provient, dans ces instruments, des frottements de corps solides les uns sur les autres, et de ces frottements doivent provenir aussi une partie des erreurs.
- On admet que des frottements de cette espèce donnent des forces antagonistes de grandeur constante, c’est-à-dire que la réaction due au frottement est toujours de signe contraire à la vitesse mais indépendante de la grandeur de celle-ci.
- Prenons par exemple un système qui, sans amortissement, possède un mouvement pendulaire, et adjoignons-Iui un frottement de corps solides. On trouve, en traitant la question par le calcul, que la durée d’oscillation est la même lorsqu’il y a un amortissement de ce genre que lorsque le mouvement est libre. A chaque demi-oscillation l’amplitude diminue d’unè grandeur constante que nous désignerons par a ; mais lorsque les amplitudes successives ont décru jusqu’à une valeur égale ou inférieure à. 2 a, le système s’arrête et la position d’arrêt comporte une incertitude égale à 2 a; le système peut s’arrêter dans une position quelconque, dans une portion comprise entre—a et -f- a de part et d’autre de la véritable position d’équilibre. Alors, si æ est grand, l’indication n’offre aucune précision. Si a est petit, le système n’est pas suffisamment amorti puisqu’il diminue seulement de a par demi-oscillation. De toute façon le résultat est mauvais.
- Dans les instruments de mesure il est donc
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- bien préférable de disposer un système fournissant un amortissement proportionnel à la vitesse.
- Déplacements électriques dans le circuit d’un condensateur.
- Soient :
- C la capacité du condensateur,
- R la résistance du fil qui unit ses deux faces,
- L le coefficient de self-induction du circuit, i l’intensité du courant dans le fil, q la quantité d’électricité condensée,
- V la différence de potentiel entre les deux faces du condensateur.
- Supposons que l’on décharge le condensateur à travers le fil. A un instant quelconque pendant la décharge on a :
- i'R
- V — L
- d i
- Tt*
- et d'autre part et
- î = cv
- i
- d q ' ~dl>
- d’où on tire
- dt^c
- Cette équation est encore de la forme
- L dtl + K -J * + r 1 '
- d* q
- d q
- dl»
- » +2a Tt + b'q s=°’
- en posant
- en électricité joue un rôle analogue à celui de la masse dans le système matériel. La résistance électrique et le coefficient de frottement ont des rôles semblables. L’inverse de la capacité intervient comme un coefficient élastique. C’est l’élasticité électrique du diélectrique du condensateur qui entre ici en jeu ; et pour une même quantité d’électricité condensée, la tension élastique est d’autant plus grande que la capacité est plus faible. Enfin, la quantité d”électricité intervient non comme une matière, mais comme un déplacement.
- On voit encore que le frottement matériel joue le rôle de la résistance électrique. On doit en tenir compte au même titre que de celle-ci; il est aussi nécessaire de faire intervenir un coefficient de frottement déterminé dans un problème relatif à un système matériel que d’avoir une résistance électrique convenable dans le-problème électrique correspondant.
- Le problème du mouvement de l’électricité dans le circuit d’un condensateur intervient aujourd’hui dans un grand nombre de cas -quand on emploie les condensateurs dans les laboratoires, dans l’industrie ou dans la télégraphie.
- Le calcul précédent n'est applicable, du reste, que lorsque l’on ne dépasse pas une certaine limite de rapidité. Quand les oscillations sqnt excessivement rapides les lois ordinaires de l’élec-trodynamique ne sont plus applicables sous une forme aussi simple.
- Mouvement avec amortissement proportionnel à la vitesse.
- et
- a
- Jt 2 L
- b* =
- L C‘
- Considérons de nouveau l’équation (2)
- d3 a d a
- Ht* + 2 a HH
- + b* « = o,
- (2)
- Cette équation montre que le problème des oscillations de l’électricité est le même que celui des oscillations de la matière.
- En effet, dans un système matériel on a
- M étant la masse, y le coefficient de frottement ou force antagoniste par unité de vitesse, x le déplacement et F. le coefficient élastique ou force antagoniste pour l’unité de déplacement.
- Les deux équations sont intéressantes à comparer : on voit que le coefficient de self-induction
- dans laquelle a, a et & ont une signification particulière pour chaque problème que l’on considère. -Dans le cas, par exemple, d’un système matériel oscillant autour d’un axe, a serait l’angle de déviation et on aurait :
- a = —Jï—j, b2 = v-——ï >
- 2 S m r* S m r* ’
- Y représentant le couple d’amortissement pour l’unité de vitesse angulaire,
- S m r2 le moment d’inertie, c le couple de torsion par unité d’angle.
- Nous supposerons, comme conditions initiales,
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- qu’au temps o le système est abandonné à lui-même avec une vitesse nulle et une déviation angulaire a0 comptée à partir de la position d’équilibre.
- Cette équation intégrée se présente sous trois formes différentes, suivant les grandeurs respectives de a et de b.
- Pour
- figure i, courbe 1, on a une sinusoïde :
- a «= u, cos b t
- Pour
- b4 — a* > o,
- figure i, courbe II, on a :
- a = a, e— °< jcos \]b% — a1 t ^— sin sjb2 — a1 m(4) L y b* — u1 J
- Pour
- b1 — fl* = o ,
- figure i, courbe 111, on a :
- a = a+ b t), (5)
- Pour
- 6* — a> < o
- figure 1, courbe IV, on a :
- a = a. «— “ 1 - [Yi + -7— 'ï « *
- 3 L\ v/«*—W
- (6)
- + (,----\e-Va»-^ n
- \ Ja'—b*/ J
- Pour
- & = O,
- on a la droite
- a «“ a. (7)
- Si l’on suppose que l’amortissement, d’abord nul, prend successivement des valeurs de plus èn plus grandes, on réalisera successivement tous les types de mouvement, dont quelques-uns sont représentés figure 1 : ,le mouvement, d'abord représenté par une sinusoïde (courbe 1), devient oscillatoire avec amplitudes successives décroissantes (courbe II); en même temps la pseudo-période va en augmentant et le point où la courbe coupe l’axe des temps s’éloigne vers l’infini.
- Puis, pour le" mouvement critique, pour lequel à2 = b2 (courbe 111), le mouvement devient apériodique, c’est-à-dire que l’appareil se rapproche d'une façon continue de sa position d’équilibre
- sans la dépasser jamais. Enfin, pour des amortissements plus grands encore, le mouvement, toujours apériodique, devient de plus en plus lent (courbe IV); les courbes vont en s’étalant de plus en plus et finissent par se confondre avec une droite horizontale. On voit comment s’opère sans changement brusque la transition du mouvement périodique au mouvement apériodique lorsqu’on augmente l’amortissement. Nous rappellerons quelques-unes des propriétés de ces mouvements.
- Lorsqu’il n’y a pas d’amortissement, la durée T0 de la période du mouvement est donnée par la relation
- Lorsque le mouvement est oscillatoire, mais amorti, il n’y a plus à proprement parler de période, mais nous considérerons une pseudo-pé-
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- riode T, qui est la période du terme entre parenthèse de l’équation (3); on a :
- La pseudo-période T est toujours plus grande que T„; on a :
- _T = b T. v/ïr^“â* ‘
- T tend vers l’infini quand a2 augmente jusqu’à la valeur b2.
- T jouit d’une partie des propriétés d’une période véritable de mouvement sinusoïdal. Par exemple, T représente l’intervalle de temps entre deux maxima successifs ou entre deux minima succes-T
- sifs. - représente l’intervalle de temps entre un
- T
- maximum et un minimum se succédant. — représente encore l’intervalle de temps entre deux instants successifs pour lesquels la déviation s’annule.
- Mais une différence essentielle avec un mouvement non amorti, c’est que l’intervalle de temps entre un maximum ou un minimum et le moment où la déviation est nulle n’est plus égale
- , T a
- 4
- Les temps correspondants aux déviations nulles sont tous décalés dans le sens positif d’une quantilé cpT (© représentant le décalage en fraction de pseudo-période).
- On a
- tang 2 n <p = —===~=z, yjb* —a1
- Le décalage croît progressivement jusqu’à 1/4 de période lorsque a augmente de 0 à b.
- Les temps correspondant aux points d’inflexion de la courbe (la vitesse est alors maxima) sont décalés dans le sens négatif de la même quantité cpT. On voit que les jambages successifs de la courbe sont dissymétriques.
- Les élongations correspondant aux maxima et minima successifs vont en décroissant; le rap-
- port —v-----i— de la nmc- élongation maxima ou
- r o.n 1
- minima à l’élongation suivante est un nombre constant Y. Soient :
- L -- *"* y
- an 4- 1
- > = log nep T :
- T est le décrément et X le décrément logarithmique, et l’on trouve facilement
- T étant toujours la pseudo-période.
- L’étude d’un mouvement oscillatoire amorti est donc assez facile dans un système matériel; on détermine par exemple le rapport de deux élongations successives, ce qui permet de calculer le décrément logarithmique X; d’autre part, on mesure la durée T de la pseudo-période. On tire a par la relation
- 2 #t
- puis de la formule
- VI =
- on tire : -
- Connaissant a et b, on peut chercher la valeur de l’élongation à un instant quelconque en se servant de l’équation complète du mouvement.
- Cette méthode, excellente quand l’amortissement est faible, donne des résultats peu précis lorsqu’il est considérable, parce que les amplitudes successives diminuent trop rapidement.
- Enfin, quand le mouvement est apériodique la méthode ne s’applique plus.
- On doit dans le cas des mouvements apériodiques noter les déviations pour différents temps et essayer d'en déduire la loi du mouvement. Mais les équations ne permettent en général de faire aucun calcul directement et l’on ne peut arriver à un résultat que par des méthodes de tâtonnement, c'est-à-dire en construisant un assez grand nombre de courbes ou de tableaux numériques et en cherchant le mouvement qui s’adapte le mieux aux expériences que l’on a faites. Les formules (4), (5) et (6) permettent de calculer a connaissant a, b, a.0 et t, mais jamais on ne peut renverser le problème et chercher à’tirer directement des formules t, a ou b. On voit que l’usage de tables ou de courbes construites d’avance s’impose, mais on ne saurait construire ces courbes et ces tables pour chaque cas que l’on traite considéré isolément, il convient de construire des tables qui puissent servir pour tous les problèmes.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- Equations réduites de Van der Waals.
- On peut, pour rendre les équations plus générales, choisir des nouvelles variables telles que les coefficients particuliers caractérisant chaque problème particulier disparaissent. C'est un artifice < de ce genre qu’emploie par exemple Van der Waals pour exprimer d’une façon générale la relation qui existe entre la pression, le volume et la température absolue d’une certaine masse fluide. Nous rappellerons ici la réduction de Van der Waals.
- En désignant par
- p la pression dans le fluide (liquide ou gaz), v le volume de l’unité de masse,
- 0 la température absolue,
- la relation de Van der Waals peut s'écrire :
- R, a et b étant des constantes spécifiques caractérisant le fluide considéré.
- Désignons par pc, vc, 0C la pression, le volume spécifique et la température absolue au point critique. A la température critique la courbe p fonction de v a un point d’inflexion avec tangente parallèle à l’axe des volumes pourp =pc et v = ve.
- On peut déduire de cette propriété la valeur des constantes critiques en fonction de R, a et b. On trouve
- 0. = 31>>
- Ces trois relations permettent aussi de tirer a, 'b, R en fonction des constantes critiques :
- a = ïpc vc,
- r = -8V-
- 3 0„
- En remplaçant dans l’équation (8) a, b et R par ces valeurs on aura substitué les trois constantes critiques pe,ye 6e, aux constantes précédentes.
- On pourra alors écrire l’équation (8) sous la forme :
- P_ = 8 1__J_____3___ .
- p„ 3 ü, v 1 / v \a. 91
- 3 \v.)
- Si nous prenons maintenant comme nouvelles variables les quantités
- p v_ 0
- P,' T.’
- nous aurons entre ces trois quantités une relation purement numérique.
- Ici nous prendrons l’initiative d’une notation particulière. Nous poserons :
- p "o G ,
- p- vt="V’ Ô7 = "9
- np, nv, «9 devant être considérés comme des symboles dans lesquels n etp, n et v, « et 0 ne peuvent être séparés.
- On a alors
- 8l 2
- np = - «0---------—z. (10)
- r 3 1 nv* '
- ' n v----
- 3
- C’est l’équation réduite de la formule de Van der Waals. np peut être considéré comme représentant la pression lorsque l’on prend comme unité de pression la pression critique ; nv est le volume spécifique en prenant comme unité le volume spécifique critique; «9 est la température absolue comptée en prenant pour unité la température absolue critique.
- La notation symbolique que nous avons adoptée présente certains avantages. Dans la désigna-np, par exemple, p rappelle qu’il s’agit d’une pression, la lettre n rappelle que l’on a affaire à un rapport de deux quantités de même dimension, à un nombre; par conséquent l’équation (10) est une relation entre des nombres.
- L’équation réduite ne -contient plus de con-stantesspécifiques caractérisant la nature du fluide, lien résulte qu’en choisissant des unités spéciales pour chaque fluide que l’on peut avoir à considérer, la relation entre la pression, la température, et le volume est la même pour tous les corps. L’importance de ce résultat, au point de vue de la théorie de la constitution des corps, est évidente. L’importance de ce résultat au point de vue pratique n’est pas moindre.
- Si l’on admet, ce qui n’est pas absolument vrai, que l’équation de Van der Vaals est bien exacte, on peut en déduire une méthode pratique pour faire une fois pour toutes les calculs nécessaires pour retrouver facilement tous les états que peut prendre un fluide quelconque lorsque l’on connaît ses constantes critiques pc vc 9C.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 11 suffit pour cela de construire des courbes ou d’avoir des tableaux numériques donnant les diverses valeurs de np fonction de nv pour diverses valeurs de dt suffisamment rapprochées.
- Les problèmes que l’on pourrait résoudre seraient ensuite des plus variés. Si l’on voulait, par exemple, connaître le volume spécifique d’un fluide à la température T et à la pression p, connaissant ses constantes pe Tc 9C, on calculerait d’abord «0= et np puis, dans les tableaux
- I c Pc
- ou sur les courbes, on chercherait nv correspondant à nt et np, et on en déduirait le volume spécifique cherché v = nvvc.
- Equations réduites pour l’étude d’un mouvement amorti.
- Nous pouvons appliquer une réduction analogue à nos équations (3), (4), (5), (6), (7). Nous considérerons comme variables l’élongation 6, le temps t et l’amortissement a, et nous choisirons comme unités, pour chacune de ces quantités, des grandeurs de même nature et ayant une signification physique aussi simple que possible.
- Nous prendrons comme unité d’élongation a0, qui représente dans tous les cas la déviation à l’origine du mouvement alors que la vitesse est nulle, et nous poserons
- — = lia. a0
- Nous prendrons comme unité de temps la durée T0 de la période, lorsque, toute autre chose égale d’ailleurs, l’amortissement est nul et le mouvement représenté par l’équation (3) :
- a = a, cos b t
- et nous poserons
- T,
- = nt,
- On a du reste la relation
- = b,
- d’où
- t =T„'«' = ^ Ht.
- b
- Enfin, nous prendrons comme unité d’amortis-
- sement, l’amortissement qui donne le mouvement critique, équation (4).
- a = a, t-‘% (1 + a t).
- On a, dans ce cas a —b. b nous servira d'unité d’amortissement et nous poserons
- a
- 7 11a.
- b
- Les notations na, nt, na, sont des symboles dans lesquels les lettres associées ne peuvent être séparées.
- En substituant les valeurs de a, t, a dans les équations (3), (4), (5), (6), (7), on obtient :
- = COS 2 7Ï lit
- CO
- T-W,T cos (\/1—iia'2mit)-\--j~z==zzSin(\J 1—Ma^Tt/rol
- 1. v<-- ««’ J
- --- 2 71 lit. ,
- na — e [1 + 2 7t nt]
- - " nt\(i A-J—_( e + V"1** —12"
- IA VW— A
- (12)
- 03)
- nt
- (14)
- (‘
- \jnaî lia = 1
- e — <Jna* - 1 27t lit j 05)
- On voit que a0 et b disparaissent de ces équations et que l’on a des relations purement numériques entre na, nt, na.
- Ces équations sont des équations réduites indépendantes du problème particulier que l’on considère, qu’il s’agisse d'une oscillation rectiligne ou autour d’un axe, que l’on ait un système matériel ou de l’électricité, qüe les oscillations soient lentes ou rapides; ces équations réduites sont toujours applicables, quitte à revenir de la valeur réduite à la valeur réelle à l’aide de coefficients particuliers à chacun des problèmes.
- C’est donc pour les équations prises sous cette forme qu’il convient de faire les tableaux numériques et de construire les courbes. On aura à chercher une série de valeurs de «a pour diverses valeurs de nt et cela pour diverses valeurs de na suffisamment rapprochées les uns des autres.
- Nous appellerons na le degré d'amortissement I du système ; il caractérise le genre du mouve-
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- ment. Pour na = o, équation (11), mouvement oscillatoire pendulaire.
- Pour na< 1, mouvement oscillatoire amorti, équation (12).
- Pour na = 1, mouvement apériodique critique.
- Poùr««> 1, mouvement apériodique de plus en plus lent quand na tend vers 00.
- (A suivre.)
- P. CURRIE.
- LES DYNAMOMÈTRES (>)
- Nous avons souvent entretenu nos lecteurs de l’élégante balance dynamométrique de M. Raffard. Cet appareil a été récemment l’objet, de la part de son inventeur, intelligemment secondé par MM. Arnoux et Fagot, de quelques perfectionnements importants destinés à en faciliter l’emploi pour les grandes forces et les machines rapides.
- L'un de ces perfectionnements consiste dans la substitution, pour ies parties frottantes, de sangles bordées par des courroies métalliques Lieber-man, aux sangles simples des petits appareils. On obtient ainsi une sangle composée, tout à fait inextensible, comme il le faut pour les appareils à sangles fermées, très résistante, et laissant parfaitement passer l’eau nécessaire à son refroidissement. Une courroie en laiton de 2 mm. d’épaisseur doublée de sangles en lin de 1 mm. d’épaisseur constitue une lanière absolument irréprochable.
- C’est grâce à l’emploi de ce nouveau type de lanières inextensibles que M. Raffard a pu réaliser les appareils représentés par les figures 1 à 7 et dont nous empruntons la description à une intéressante notice publiée par l’inventeur dans le Bulletin des arts et métiers d’avril 1889 (2).
- « L’appareil représenté par les figures 1 et 2 se compose :
- i° D’un arbre réuni au moteur à essayer par deux joints de Cardan et un petit arbre carré muni de son manchon d’allongement;
- (4) La Lumière Electrique du 11 mai 1889.
- (*) Voir aussi dans les comptes rendus du Congrès international de mécanique appliquée (1889), vol. 2, p. 245, la conférence de M. Arnoux sur le frein dynamométrique. Raffard.
- 2° D’un tambour calé sur le milieu de l'arbre du frein et de deux poulies folles placées de chaque côté du tambour, sur les douilles desquelles les branches d’un étrier équilibré viennent s’appuyer;
- 30 De trois sangles métalliques, deux pour les poulies folles et l’autre pour le tambour ; cette dernière, qui doit subir le frottement, est doublée avec une sangle de lin ; de l’étrier où elle est fixée, cette sangle passe dessus le tambour et descend verticalement vers la barre inférieure du châssis.
- Les deux autres sangles, également fixées sur l’étrier, s’enroulent en sens contraire de la sangle du milieu et passent sous les poulies folles, d’où elles se relèvent verticalement pour venir s’attacher à la barre supérieure du châssis. Ce châssis vertical en bois, mais qu’il est préférable de construire en partie avec des tubes en fer, porte à ses extrémités inférieures et supérieures deux fortes traverses au travers desquelles passent les tiges des boucles qui reçoivent le bout des sangles. Ces tiges filetées et munies d’écrous sont destinées à opérer et régler la tension des sangles, de manière à produire le frottement nécessaire à l’équilibre de la charge du frein.
- L’ensemble du châssis et de ses sangles est suspendu par une chaîne qui, après avoir passé sur une poulie solidement fixée, descend verticalement et revient s'attacher au châssis. Cette disposition en boucle, que l’on emploie souvent dans les mines (* *), a pour objet d’équilibrer l’enroulement et le déroulement des brins, afin de rendre constante la charge du frein, malgré ses déplacements verticaux.
- La tare du châssis et la charge du frein se placent sur une tringle ou tirant situé vers le milieu de la partie verticale de la chaîne.
- Souvent il y aura avantage à placer horizontalement l’appareil que nous venons de décrire ; dans ce cas, on placera le plan des sangles du châssis tangentiellement à la partie supérieure du tambour, et on assurera l’horizontalité des déplacements au moyen de petits galets placés sous le châssis. A chaque bout du châssis, on mettra une chaîne qui, après s’être tendue horizontalement, passera sur une poulie d’angle et descendra veiti-
- (!) Annuaire de la Société des anciens élèves des Écoles d’Arts et Métiers, années 1871-1872, p. 164; Annales des Mines, 1882, p. 402.
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- calement jusqu’au sol. Ces chaînes seront assez longues pour que, quels que soient les déplacements- du châssis, elles ne quittent jamais le sol. Cela produira, dans une certaine mesure, l’équilibre des brins enroulés et déroulés, et assurera la constance de la charge du frein. On placera la charge du frein sur celle des deux chaînes qui est fixée à la traverse du châssis qui reçoit les attaches des sangles des poulies folles.
- La figure 3 est une autre disposition du frein dynamométrique équilibré à sangles métalliques qui permet de placer l’abre à une très petite hauteur. La sangle du milieu, doublée de toile à voiles, et qui subit le frottement du tambour, s’abaisse d’abord verticalement pour passer sous un petit tambour de renvoi, d’où elle se relève verticalement jusqu’à la partie inférieure de la tringle destinée à porter le poids de charge du frein. Les
- Fig. i et 2. — Raffard. Frein funiculaire équilibré.
- deux autres sangles, après s’être enroulées sous les poulies folles, s’élèvent verticalement, puis passent sur deux petites poulies de renvoi, d’où elles redescendent pour se fixer aux extrémités d’un petit balancier dont le centre reçoit la chape de la tringle de charge du frein. La tension des sangles s’opère au moyen de deux vis et de deux écrous qui permettent de relever l’arbre des poulies de renvoi. Dans cette disposition, l’enroulement et le déroulement des sangles se font encore équilibre.
- La figure 4 est une application de la sangle mé-
- I
- Fig. 3. — Raffard. Frein à sangles métalliques.
- tallique à la grande balance dynamométrique type de 1883, ayant pour objet de réaliser un système fermé équilibré, afin de supprimer environ les 2/3 des poids nécessaires au fonctionnement de l’appareil. Mais cette suppression de la majeure partie des poids réduisant d’autant l’inertie de la partie mobile de l’appareil, il en résulterait des oscillations plus rapides de la charge du frein lorsque surviendraient des variations d’intensité de frottement.
- Pour parer à cet inconvénient, l’appareil est muni de deux organes spéciaux : l’un d’eux, imité
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- d'un appareil de James Thomson (*), consiste en deux volants V, montés sur un arbre léger qui, par deux petits pignons engrenant avec les circonférences dentées des deux poulies folles de l’arbre du frein, rend ces volants solidaires des mouvements des poulies. Dans ces conditions, l’inertie des volants, servant d’amortisseur, opposera une résistance d’autant plus énergique au mouvement des poulies que les variations seront plus brusques, mais n’offrira aucune résistance appréciable aux mouvements; d’ailleurs si l'on craignait que cet arbre et ses volants fussent une
- cause d’erreur, on pourrait disposer l’arbre de telle sorte qu’il puisse être embrayé ou débrayé à volonté comme l’arbre intermédiaire d’un tour à engrenages. Lors de la mise en marche ou à l’arrêt de l’appareil, l’opérateur laissera glisser dans ses mains la jante d’un des volants, et évitera ainsi les soubresauts et le mouvement de recul.
- L’autre organe est un frein F constitué par deux mâchoires en bois qui, habituellement écartées, laissent passer librement la chaîne, mais que, en mettant le pied sur un levier, l’opérateur peut serrer énergiquement, de manière à ralentir ou à
- Fig. 4. — Raffard. Balance dynamométrique à sangles métalliques.
- supprimer complètement le petit mouvement de recul que la charge du frein en s'abaissant produit dès qu’on l’arrête.
- La figure 5 rappelle le dispositif de la figure 1. C'est un ancien projet à deux balanciers, que l’emploi de sangles inextensibles rend réalisable. Le croquis indique suffisamment l’appareil, qui se compose de deux balanciers B et B', dont les centres C et C' sont supportés par deux secteurs S et S' pouvant rouler sur des surfaces planes horizontales solidaires du bâti, de manière à rendre invariable la distance CC’, malgré les oscillation des secteurs, pendant que les extrémités des deux balanciers qui portent les attaches des sangles du frein décrivent une ligne droite verticale. Ce mouvement rectiligne de l’une des extrémités
- (*) Professeur de mécanique à l'Université de Glasgow.
- 1 des deux balanciers est produit par les deux barres de parallélogramme dont les points fixes sont situas en a et a'. Ces barres de parallélogramme sont munies de contrepoids afin que leur centre de gravité passe par les points fixes. Les centres de gravité de toutes les pièces composant le système articulé restant invariablement à une même hauteur, la charge du frein restera constante malgré ses déplacements dans le sens vertical. Ce frein dynamométrique équilibré est muni d’un amortisseur à volant pareil à celui.de la figure 4.
- L'eau nécessaire au refroidissement des sangles du frein, au lieu de tomber sur la surface extérieure, arrive à l’intérieur du tambour par deux petits tuyaux passant entre ce tambour et les poulies folles. Cette eau, retenue à l'intérieur du tambour par deux petits rebords circulaires, s'y répartit également sur toute la surface par l’ac-
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- tion de la force centrifuge; de petits trous, traversant la paroi du tambour et espacés sur toute la surface frottante, permettent à l’eau de venir lubrifier et refroidir la sangle du frein.
- Les freins dynamométriques automatiques et équilibrés qui viennent d’être décrits permettront d’obtenir des résultats très exacts, car il n’y a que le frottement des paliers de l’arbre du frein qui soit en dehors des mesures; encore ce frottement est-il très petit, puisqu’il ne s’élève pas en moyenne à plus de 114 pour cent du travail total pour un appareil de 50 chevaux.
- Cependant cette cause d’erreur peut être facile-
- ril/'i
- Fig. 5. — Raffard. Frein funiculaire à deux balanciers.
- ment évitée, et, dans le cas où il y aura intérêt à le faire, on emploiera la disposition indiquée par les figures 6 et 7, dans laquelle les paliers sont remplacés par les douilles mêmes des poulies folles, et les douilles des poulies folles sont maintenues par des galets de support; cela ne présente aucune difficulté pratique, car ces poulies folles ne tournent pas, et ne fontque.'suivre les déplacements angulaires de l’étrier causés par les variations du frottement.
- L’emploi des freins dynamométriques à cordes, dont nous avons décrit ici-même les principaux types O), se répand de plus en plus, même pour des forces considérables allant jusqu’à une cinquantaine de chevaux.
- (•) Carpentier, Thomson, Jamieson, etc.
- Le frein à cordes récemment proposé par M. Denton est (fig. 8) des plus simples. Dans cet appareil, la corde F entoure presque entière ment la gorge de la poulie du frein C, en fonte creuse avec circulation d’eau, puis elle se bifur-
- Fig. 6 et 7. — Raffard. Suspension sur galets à antifriction.
- que de manière à pouvoir s’accrocher au poids H* Ce poids, en forme de glissière, coulisse dans les montants d’un châssis qui repose sur une bascule de manière que les poids marqués par cette bascule, diminués de celui du châssis, représentent
- Fig. 8. — Denton. Frein.
- le frottement de la corde sur sa poulie. Un compteur de tours B et un compteur de vitesse A complètent l’appareil.
- Le frottement de la corde sur la poulie C reste remarquablement constant malgré l’humidité variable de la corde, ce qui facilite beaucoup les lec-I tures, principalement avec les machines sans ré-
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- gulateur, et les cordes résistent parfaitement à des travaux considérables, pourvu que l’on arrose largement la poulie du frein. Une corde de chanvre de 25 mm. de diamètre enroulée sur une poulie de 0,60 cm. de diamètre, marchantà içotours, pourra suffire jusqu’à une puissance, de près de 20 chevaux pendant plus d’une heure. Une corde de 40 mm. de diamètre suffirait dans les mêmes conditions, avec une dépense d’eau d’un litre environ par minute (*).
- Fig. 9 à 12. — Alden. Frein.
- Le frein de M. G.-I. Alden est représenté par les figures 9 à 12. L’arbre B du frein porte, calé sur lui, un disque en fer A poli, creusé de quelques légères rayures radiales x, et tournant entre deux disques lamellaires de cuivre E E, serrés en O D par les plateaux CC, fous sur l’arbre B. Ces disques de cuivre sont emboutis et pincés étanches en F F, de manière à constituer entre eux et le disque tournant une chambre que l’on maintient constamment pleine d’huile. De l’eau, admise de la circulation de la ville, pénètre par G entre les plateaux C C et les disques de cuivre, et sort par H, en appuyant les disques de cuivre avec un
- (*) The Engineer, 8 mars 1890.
- flottement invariablement fixé par l'ouverture de H.
- Pour maintenir ce frottement invariable et tel que son moment reste toujours égal à celui des poids suspendus au bras du frein, venu de front avec les plateaux C C, on fait arriver l’eau en G par une valve automatique S, composée de deux lanternes enveloppées d’un tube de caoutchouc R, lequel, se tordant avec les oscillations du frein entre les taquets/) et q, ouvre ou ferme les orifices des lanternes suivant que le moment du frottement diminue ou augmente. La résistance de ce frein est donc engendrée par le frottement des membranes de cuivre appliquées sur le disque tournant A, qu’elles affleurent déjà, avant même l’admission de l’eau en G; ce frottement, réparti
- Fig. n. — Richards. Frein hydraulique.
- sur une surface très étendue, donne au frein une allure très stable et fort douce f1); la circulation d’eau absorbe la chaleur du frottement.
- Dans le frein hydraulique de M. C.-B. Richards,
- , la résistance est provoquée par un jeu de palettes analogues à celles d’une pompe rotative tournant dans une auge A(fig. njau milieu d’un bain d’huile dont la circulation est réglée par une soupape v. Cette résistance tend à faire pivoter l’auge A avec un moment mesuré par la pression de son bras sur une bascule qui indique le travail absorbé par le frein. Le réservoir A est constamment arrosé par de l’eau P, qui s’évacue en RW. On peut, avec un tel frein, tenant 750 X 350 x 500 mm., mesurer des forces variant de 1/4 de cheval à 14 chevaux (2).
- Le dynamomètre de transmission d'Amsler, représenté par la figure 14, se compose d’un bras
- (!) An automatic absorption dynamometcr, by-G.-I. Alden of American Inst, of mechanical Engineers, juillet 1890.
- (,*) American Machinist, 11 déc. 1890.
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- la lumière électrique
- calé sur l’arbre du moteur et transmettant son travail à l’arbre co-axial de l’outil par un bras semblable, que relie au premier une paire de ressorts à boudin. L’un de ces bras porte un indicateur à trois cylindres, dont le papier continu se déroule avec une vitesse proportionnelle à celle du moteur devant un style qui se déplace suivant les génératrices des cylindres de quantités proportionnelles à la compression des ressorts. On obtient ainsi un
- ' 1
- Fig. 14. — Amsler. Dynamomètre de transmission.
- diagramme représentatif du travail transmis. L’un des ressorts est pourvu d’un dashpot amortissant ses vibrations. L’appareil représenté par la figure 14 peut mesurer de 1 à 40 chevaux, avec des vitesses allant jusqu'à 150 tours. On en construit pour des forces allant jusqu’à 300 chevaux.
- M. lï'hite emploie, comme ressort de transmission, de l’air comprimé dansune chambre £(fig. 16 et 17), dont la membrane, solidaire des bras aa,
- calés sur l’arbre moteur, entraîne par sa poussée la poulie menée.
- Cet air commande un petit piston b entraîné dans la rotation de b, et qui déplace le long de l’arbre, proportionnellement à la pression de l’air, la vis sans fin i, qui tourne aussi avec l’arbre.
- Ce mouvement de va et vient se transmet par l’arbre J au cône K, qui tourne en même temps proportionnellement à l’arbre moteur, dont il totalise ainsi le travail sur l’enregistreur xy. Une petite pompe E, mue par la butée périodique de son piston sur le support b, entretient constamment en b une pression juste suffisante pour mener la poulie sans déformation de la membrane, laquelle laisse, dès qu’elle se gonfle, l’excès d’air s’échapper par une soupape automatique placée à sa partie supérieure en figure 16.
- Nous ne citons guère ce dynamomètre que comme référence, car il nous paraît, malgré son ingéniosité, sujet à bon nombre de causes d’erreur. L’air comprimé ainsi employé nous semble devoir donner des résultats moins exacts qu’un ; bon ressort peu fatigué, comme il le faut toujours.
- Le ressort R du dynamomètre de M. Raffard, représenté par les figures 18 et 19, est dans l’axe même de l’appareil. La poulie dynamométrique A transmet le mouvement à la poulie B, dont on veut mesurer le travail, par deux axes dd', engrenant d’une part, en cc', avec la denture e de B, et d’autre part avec une crémaillère TW m’, libre dans l’axe de A, sous l’antagonisme du ressort R, qu’elle comprime proportionnellement à l’effort transmis par B. Cet effort est enregistré par un style O S sur un cylindre T, qu’il suffit de faire tourner par une transmission de A pour y tracer la courbe du travail.
- Dans le dynamomètre de M. Acherman, les ressorts R sont enfermés dans uri tambour E, et comprimés par des lames 1, qui s'enroulent proportionnellement à la résistance delà poulie de transmission H autour des moyeux des pignons F engrenés avec la denture G de H et dont les axes radiaux l sont solidaires du tambour E. On voit, en effet, que la poulie motrice S, calée sur l’arbre A, entraîne H par l’intermédiaire du tambour E et des pignons F G. Un style attaché à la tige r, solidaire du plateau J des lanières 1 et coulissant dans la rainure D de l’arbre du tambour, actionne le style traceur de la courbe des efforts ou du travail de H.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 2l5
- Pour remettre l’appareil au repos, on fait passer la courroie motrice sur la poulie folle T.
- L’accouplement de l’arbre A au tambour E s’opère en serrant par l’écrou C le cône e\y sur le cône fendu b, qui saisit alors fortement l’arbre A, puis on enfile le tambour sur et on serre soli-
- dement l’arbre creux D sur l’épaulement f. Le dé-couplement s'opère de même très vite par le desserrage de D et de l’écrou C.
- On voit que l’entraînement du tambour par l'arbre A se fait par l’intermédiaire des frottements de C sur A et sur b et par le serrage de
- Fig. 15. — Spécimen d’un diagramme dû dynamomètre Amsler. La ligne horizontale supérieure correspond à un travail constant de 270 chevaux avec une dépression des ressorts de 90 millimètres.
- l’épaulement F, proportionnel à l'effort-même du tambour.
- Dans cet appareil, comme dans celui de M. Raf-fard, les ressorts sont parfaitement abrités et inaffectés par la force centrifuge.
- Le dynamomètre à courroies de M. Watt transmet la puissance de la poulie motrice A calée sura à la poulie menée B calée sur b par le renvoi (CF D E C), dont les poulies C D sont calées sur a et b et les poulies EF folles sur un balancier £,
- Fig. 16 et 17. — White. Dynamomètre rte transmission à air comprimé.
- pivoté en son milieu //"et chargé d’un poids W sur un levier L, mobile entre les butées S.
- Si l’on désigne par l la longueur effective de ce levier, par etT2 les tensions des brins menants et menés, et par zr leur écartement, l’effort transmis de c en D sera donné par la formule
- c’est-à-dire, en fonction de la variable l, facile à mesurer.
- Nous terminerons cette monographie par la
- description du dynamomètre optique de M. Mas-cart, empruntée aux Comptes rendus du 24 mars 1890.
- « Le principe des dynamomètres de transmission consiste à réunir l’appareil moteur aux organes destinés à recevoir le travail par une liaison déformable, dont les déplacements relatifs déterminent l’effort à chaque instant, et permettant d’évaluer le travail transmis.
- Ce problème a déjà reçu différentes solutions, dont quelques-unes ont été mises en pratique; celle que je propose paraîtra peut-être présenter des avantages par sa simplicité.
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- 2l6
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Supposons d’abord que l’arbre de commande soit coupé, et que les bouts soient terminés par deux poulies de même diamètre, reliées par un système de ressorts. La poulie de commande A porte un repère qui se meut en face d’une division tracée sur la surface extérieure de la poulie entraînée B. Le déplacement du repère est proportionnel au couple moteur si la déformation des ressorts est uniforme et, dans tous les cas, la graduation en sera faite par expérience.
- Plusieurs méthodes permettent de lire les indications du repère pendant que l’arbre est animé d’un mouvement de rotation. On peut avoir recours à un système d’éclairage instantané qui fasse apparaître les divisions pendant un temps très
- i i
- Fig. 18 et 19. — Raffard. Dynamomètre de transmission à ressort.
- court, au moment où l'échelle occupe une position déterminée dans chaque révolution. Une méthode équivalente consiste à employer un obturateur mobile à fente étroite, qui découvre les divisions assez rapidement pour qu’elles n’aient pas de mouvement appréciable. La persistance des impressions sur la rétine permet de faire les lectures dans les deux cas, mais il en résulte les dispositions expérimentales assez compliquées, et une grande perte de lumière.
- Il est préférable d’employer un système optique mobile qui donne une image fixe pendant une fraction notable de la période de révolution. Sous cette forme, le problème comporte une solution générale. Avec une lentille de longueur focale F, dont le centre optique est, à un instant déterminé, sur le rayon qui passe par le repère, si R est le rayon des poulies, R -J- / celui du centre optique,
- il se produira une image 1 à la distance R -f- /', don née par la relation
- En appelant V la vitesse de la poulie et V' celle de l’objectif dans le même sens, on voit aisément que l’image reste immobile pour la condition
- L’image est visible pendant tout le temps que la lentille met à parcourir un angle ayant pour sommet le point I et pour ouverture l’étendue du champ. Comme le rapport des vitesses V et V' est constant, il est facile de commander par l’arbre le mouvement de la lentille.
- Si l’image est virtuelle et située sur l’axe même de rotation, l’équation (1) se réduit à
- v _ R
- V' — R + /’ -
- Les vitesses étant proportionnelles à la distance à l’axe, la lentille peut être montée sur l’arbre même et entraînée avec lui. 11 est vrai qu’une seule des divisions se trouve exactement sur l’axe et paraît immobile; mais l’image de la poulie par la lentille est une surface cylindrique qui paraît tourner autour de l’une de ses génératrices; le déplacement apparent des divisions situées de part et d’autre est alors une quantité du second ordre, et on les aperçoit très nettement dans une grande étendue.
- On peut évidemment remplacer la lentille par deux réflexions à angle droit sur des miroirs parallèles, de manière à produire une image virtuelle sur l’axe; mais la lentille est d’une installation plus facile, et elle présente l’avantage que l’image est agrandie comme par une loupe.
- Lorsque la rotation est lente, l’image est assez durable pour que l’on fasse les lectures sans difficulté; cette image paraît continue par suite de la persistance des impressions quand la période est plus courte, et l’éclat apparent est diminué dans le rapport de 21: à l'ouverture angulaire de l’échelle visible.
- J’ai admis d’abord que l’arbre avait été coupé, ce qui peut être difficile dans certains cas ; mais il est facile de l’éviter. La poulie entraînée B est folle sur l’arbre, et montée sur un manchon qüi porte
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ELECTRICITE
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- \
- également la poulie sur laquelle s’enroulent les courroies de transmission; la plupart des installations mécaniques permettraient une telle modification dans les organes.
- J’ai installé ce dynamomètre sur une machine à vapeur de 10 chevaux, qui sert à l’éclairage du Bureau central météorologique. Une petite lampe éclaire les divisions; on observe le déplacement du repère soit à l’œil, en se plaçant dans le voisinage, soit avec une simple lorgnette, à la distance de 5 ou 6 mètres. Le repère paraît osciller entre
- plusieurs divisions; mais on reconnaît aisément que les écarts révèlent des variations réelles du travail transmis dues aux coups de piston de la machine ou au passage des nœuds des courroies sur les poulies de petit diamètre. Quand on modifie le travail absorbé par la machine électrique, le déplacement du repère indique les modifications correspondantes du travail fourni par le moteur. Dans une usine où le moteur principal entretient la marche de plusieurs machines différentes, on pourrait ainsi, par les variations du re-
- Fig. 20 et 21. — Ackerman (1889). Dynamomètre de transmission à ressorts.
- père qui correspondent à la suppression et au rétablissement d’un outil, déterminer le travail absorbé par chacun d’eux. J’ajouterai que, pour éviter les flexions de l’axe, il est nécessaire que les ressorts établis entre les deux poulies A et B soient disposés d’une manière symétrique.
- L’appareil comporte un enregistrement photographique; il suffit de remplacer le repère par un index qui chevauche sur les divisions et de produire une image réelle sur une fente derrière laquelle se meut une feuille de papier sensible. Si la lentille est attachée à la poulie qui porte l’échelle, chacune des divisions tracera une ligne droite, et le repère indiquera la courbe des couples moteurs. On évite même de mesurer le nombre de tours en faisant marcher le papier sensible
- par l’arbre : la surface comprise entre la courbe du repère, la division d’effort nul et deux ordonnées qui limitent un intervalle de temps déterminé est proportionnelle, sauf le tarage des ressorts, au travail transmis correspondant. On peut enfin provoquer par un mouvement d’horlogerie la formation d’un signal sur le papier photographique à intervalles réguliers; l’épreuve porte alors toutes les indications nécessaires pour calculer en chevaux-vapeur la puissance transmise à chaque instant.
- On arriverait au même résultat en faisant mouvoir le papier sensible par une horloge, et l’appareil à signaux par l’arbre lui-même. Si le signal a lieu chaque fois que l’arbre a fait un nombre de tours déterminé, la vitesse de la machine est en
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- raison inverse de la distance des signaux sur l’épreuve» (1).
- Gustave Richard.
- RECHERCHES RÉCENTES
- SUR LES
- RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES (2)
- Le réseau employé se composait de fils de 1 millimètre de diamètre, tendus à une distance de
- (!) Dynamomètres décrits dans mes précédents articles. Freins à blocs. — Deprez, 17 juin 1882, p. 562. Raffard,
- 10 mars 1883, p. 298. Thiébaud, Weyer et Richmond, 10 mars 1883, p. 297.
- Freins à bandes. — Amos, 17 juin 1882, p. 561. Appold,
- 11 mai 1889,p. 261. Balk, Beaumont, Coope, Garrett, 11 mai 1889, p. 262, 265. Brauer, 17 juin 1883, p. 562; 24 mars 1888, p. 555. Cadiat, 24 mars 1888, p. 556. Deliège, 10 mars 1883, p. S98. Easton-Anderson, 17 juin 1882, p. 560. Emery, 17 juin 1882, p. 562. Emerson, 10 mars 1883, p. 299. Emray, 17 juin
- 1882, p. 562. Kapp, 11 mai 1889. p. 262. Kretz, 17 juin 1882, p. 1559. Raffard, 24 mars 1888, p. 563. Smith, 11 mai 1889, p. 262.
- Freins à cordes — Bramwell, Carpentier, 17 juin 1882, p. 563-564. Jamieson Thomson, 11 mai 1889, p. 264.
- Freins à eau. —Deny, Julian, 24 mars 1888, p. 558. Froude, i" juillet 1882, p. 18.
- Freins dynamo-électriques. — Deprez, 17 juin 1882, p. 564. Webb, 24 mars 1888, p. 557.
- Dynamomètres de transmission : A court oies. Alteneck, Farcot, 10 mars 1883, p. 33-33. Froude, 8 juillet 1882, p. 30. Meeze, 4 octobre 1884, p. 11. Parsons, 8 juillet 1882, p. 30. Tatham, 8 juillet 1882, p. 31 et 10 mars 1883, p. 302. Thomson E., 8 juillet 1882, p. 33. — A engrenages. Bourdon, King, 29 juillet 1882. p. 100-101. Raffard, 22 juillet 1882, p. 81. —A ressorts. Agricultural Society, 22 juillet 1882, p. 78. Bourry, 22 juillet 1882, p. 79 et 29 juillet 1882, p. 104. Bourdon, 29 juillet 1882, p. 104. Brown, 22 juillet 1882, p. 80. Darwin, 22 juillet 1882, p. 80. Emerson, 10 mars
- 1883, p. 301. Gleason-Schwartz, 23 mai 1885, p. 367. Hirn, 29 juillet 1882, p. 103. King, 29 juillet 1882, p. 106. Kasa-lowsky, n mai 1889, p. 268. Latchinoff, 29 juillet 1882, p. 105. Leneveu, 11 mai 1885^.265. Mather, 10 mars 1883, p. 299. Megy, Morin, 22 juillet 1882, p. 79-80. Neer, 29 juillet 1882, p. 104. Nielsen, 10 mars 1883, p. 309. Parkinson, 11 mai 1889, p. 267. Ruddick, 29 juillet 1882, p. 106. Smith, 29.juillet 1882, p. 102 et 10 mars 1883, p. 299. Taurines Valet, 29 juillet 1882, p. 103-105. Vernon-Boys, 4 octobre
- 1884, p. 13. Winkle, 10 mars 1883, p. 309. Optiques. — Currie, 24 mars 1888, p. 559. Perry et Ayrton, 29 juillet 1882, p; 104.
- (*) La Lumière Electrique du 25 juillet 1891, p. 166.
- 1,5 cm. (!), sur un cadre de bois octogonal de 167 cm. de diamètre (fig. 1). Le cadre était soutenu par deux barres transversales se coupant à angle droit, qui avaient en même temps pour but de porter l’axe qui servait à faire tourner le réseau. Cet axe pouvait tourner dans un bâti en bois léger mais solide, ce qui permettait de placer rapidement et commodément les fils du réseau dans telle position que l’on désirait, relativement à la vibration primaire.
- TABLEAU I
- Déviation
- c Moyenne
- Y sin* C
- a P
- >93 >59
- 90 192 171 170 >3,05
- 170 165
- 127 149
- 67 1/2 ' >34 12! >35 13,60
- >34 >45
- 103 82
- 60 88 \ IO 94 12,90
- 88 94
- 48 43
- 45 49 47 47 >3,70
- 48 46
- TABLEAU II
- 102 114
- 90 99 108 105 10,25
- IO7 98
- 69 73
- 67 1/2 76 65 73 10,02
- 73 7>
- 52 63
- 6O 57 5> 55,5 9,95
- 53 57
- 26 26
- 45 24 24 25,2 10,04
- 26 25
- Les tableaux I et II donnent les résultats de deux séries d’expériences exécutées sur ce réseau. Les deux séries ont été exécutées à des jours différents, avec des distances de miroir différentes.
- (’) Il a paru inutile de prendre une distance plus faible, car les effets observés étaient les mêmes avec un réseau semblable où la distance était de 3 cm.
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- La première colonne donne l'angle C de la direction des fils du réseau et de la vibration primaire. Les nombres de la deuxième colonne sont les déviations du galvanomètre, observées comme il a été dit plus haut. On commençait par la position horizontale du réseau, c’est-à-dire pour une valeur de l’angle C égale à 900, et, pour cette valeur comme pour les suivantes, C = 67° 1/2, 6o° et 450, on lisait trois impulsions, puis on reprenait la série exactement en sens inverse (*).
- Les nombres a obtenus dans la première partie d’une série sont inscrits dans la moitié gauche de la seconde colonne, les nombres (3 correspondants de la seconde partie dans la moitié droite. Leur concordance permet de juger de la constance des
- Fig. 1.
- vibrations pendant la durée de l’expérience et de la légitimité de l’emploi de la série d’expériences complète.
- Enfin de la valeur moyenne y on déduit la
- quantité -flU— qui est inscrite dans la quatrième sin2C
- colonne. Cette expression a une signification physique définie. Si on admet, par analogie avec la loi de polarisation vraie pour les vibrations lumineuses, que la seule composante de la vibration électrique normale à une direction fixe dans le réseau soit transmise et qu’elle soit affaiblie dans le même rapport quand elle est ramenée à la direction de vibration verticale dans le conducteur secondaire, qu’en outre les dérivations y soient pro-
- (*) Pour l’angle C = o, c’est-à-dire pour la position verticale des fils du réseau, on a obstrvé encore régulièrement de petites déviations. Il est probable toutefois qu’on doit les attribuer aux irrégularités du réseau ainsi qu’aux variations de direction de la vibration primaire. Les variations peuvent se produire facilement quand la propreté des pôles n’est plus parfaite et que l’étincelle de décharge traverse l’air, non plus suivant la droite la plus courte, mais en ligne oblique.
- portionnelles à l’énergie de la radiation et ^ à leur amplitude, et qu’enfin la direction fixe indiquée coïncide avec celle des fils du réseau, alors
- ^r^2—représente une grandeur proportionnelle
- à l’amplitude de vibration initiale.
- En fait, cette quantité paraît être, dans les limites des erreurs d’expérience, indépendante de la position du réseau, ce qui semble justifier les hypothèses faites plus haut, au moins comme première approximation.
- Pour se convaincre que la vibration transmise par le réseau est en réalité normale à 1? direction des fils, les auteurs ont fait l’expérience suivante :
- On incline les fils du réseau de 450 par rapport à la vibration primaire et on étudie l’influence d'un second réseau placé sur le trajet des rayons. Ce dernier n’a aucun effet quand ses fils sont inclinés également de 450 sur la verticale, et par suite sont parallèles à ceux du premier. Le tableau suivant représente les résultats de deux séries d’expériences relatives à cette question.
- TABLEAU III
- Déviation quand on interpose les réseaux.
- a seul ^ et b
- ê
- Observations séparées (1) Moyenne Observations séparées Moyenne p a
- 48 5° 49 49 49 1,000
- 45 46 49 4^,7 47,7 46,5 0,998
- P) Les observations séparées sont la moyenne de trois lectures.
- Les nombres de la troisième colonne sont égaux à 1 dans les limites des erreurs d’expérience; on doit donc admettre que la vibption au-delà du premier réseau est normale à là’ direction des fils du second, et par suite normale à celle des fils du premier.
- Pouvoir réflecteur relatif des réseaux. — Dans son travail sur les rayons de force électrique, M. Hertz observe qu’un réseau peut fonctionner
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- comme un mur réfléchissant quand la direction de la vibration incidente coïncide avec celle des fils du réseau.
- Si on donne au réseau une autre direction, son pouvoir réflecteur diminue ; il disparaît complètement quand les fils sont normaux à la direction de vibration. Les auteurs ont étudié la variation du pouvoir réflecteur avec la position du réseau.
- Les axes des deux miroirs étaient dirigés vers le réseau réfléchissant sous un angle d’incidence de 30°, de telle façon que le chemin total d’un rayon, de ligne focale à ligne focale, atteignait
- a - m. Les observations étaient faites exactement H 2
- dans l’ordre indiqué plus haut. Le tableau IV contient une des séries d’observations. Ici l’expression —— reste constante à une approxi-cos2 C
- rhation satisfaisante.
- TABLEAU IV
- Déviations
- Moyenne
- COS* C
- 10,20
- 22 l/2
- 10,25
- La constance devrait être absolue si le réseau réfléchissait la totalité d’une fraction constante de la radiation non transmise et de telle façon que les vibrations réfléchies fussent dans la direction des fils du réseau.
- La vérité de cette seconde partie de l”hypothèse a étéxdémontrée par des expériences spéciales qui présentent une grande analogie avec celles qui sont résumées dans le tableau 111. On plaça les fils du réseau réfléchissant a à 450 de la verticale, et on interposa un second réseau b sur le chemin
- des rayons réfléchis, les fils du second faisant un angle droit avec la projection des fils du premier sur leur plan.
- Dans cette position, l’influence du réseau b sur l'intensité de la radiation observée dans le conducteur secondaire était insensible, comme le montre le tableau V.
- TABLEAU V
- Déviations obtenues par réflexion.
- Avec a seul Après interposition de b
- a
- Observations Moyenne Observations Moyenne p
- séparées a séparées p
- 1 ‘3 "3
- '14,5 "5,5 0,992
- I l6 I l8
- Non seulement cette expérience est favorable à l’hypothèse' faite plus haut, mais elle montre de plus que les rayons électriques après réflexion sur le réseau sont encore polarisés rectilignement.
- Pouvoir réflecteur absolu du réseau. — Les expériences indiquées dans le paragraphe précédent forçaient à admettre que le réseau réfléchit dans toute position la même fraction de la radiation non transmise.
- Il était intéressant de fixer par expérience la grandeur de cette fraction, c’est-à-dire le pouvoir réflecteur absolu du réseau dans le cas où les fils sont verticaux.
- Pour atteindre ce but, il fallait mesurer alternativement, en des temps très rapprochés, la distance explosive et la longueur variant aussi peu que possible, en un mot, dans des conditions identiques, la radiation directe et la radiation réfléchie par le réseau.
- On a fait ces expériences pour une incidence de 450; la disposition est représentée dans la figure 2. Le miroir primaire était placé dans la position 1 et l’intensité de la radiation réfléchie déterminée par trois déviations du galvanomètre. On éloignait alors rapidement le réseau, on plaçait le miroir primaire en face du secondaire dans la position 2 et on faisait de nouveau trois lectures sur le galvanomètre, puis on répétait la mesure dans la position 1.
- Pour opérer rapidement et avec commodité on
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLEC TRICITË
- 221
- avait marqué les deux positions du miroir primaire à la craie sur le sol. Dans le tableau suivant on a réuni les résultats de trois séries d’expériences conduites comme je viens de l’indiquer.
- TABLEAU VI
- Numéro de l’expérience Intensité de La radiation directe en divisions de l’échelle Intensité de la radiation réfléchie en divisions de l’échelle Pouvoir réflecteur
- 1 86 84 0,976
- 2 87 84 0,966
- 3 85 84 0,989
- Quand les fils du réseau sont verticaux, la vibration électrique est ainsi réfléchie presque com-
- 2
- Fig. 2.
- plètement. Le réseau n’absorbe qu’une fraction extrêmement faible de la radiation incidente.
- M. Kltmencic a étudié la distribution de l’énergie dans le champ électromagnétique produit par un excitateur rectiligne placé suivant la ligne focale d’un miroir parabolique.
- Soient D la distance des inducteurs primaires aux inducteurs secondaires, S l’élément étalon, T l’élément mobile et d la déviation galvanométrique observée. Le flux d’étincelles pouvait être commandé par l’observateur assis au moyen d’une clé. Le tableau donne les résultats d’une série d’expériences faites dans les conditions suivantes : T au miroir secondaire, S à 41 cm. du rayon émergent et à 19 cm. du bord antérieur du miroir primaire. On emploie les deux petits inducteurs, 0 = 2,85 m. T + S signifie que les deux éléments agissent dans le même sens. T — S qu’ils agissent en sens contraire. C'est toujours S qu'on commutait.
- La série d’expériences indiquée est d'une valeur
- moyenne quant à la constance et à la grandeur de la déviation. Sur les deux points il y aura certainement encore à réaliser des perfectionnements importants.
- TABLEAU VII
- T + S < T — S X T S
- 36,0 _ -
- 26,0 5,8
- 41,5 — —
- — 30,7
- 42,6 0
- a) Distribution de l’énergie normalement à la ligne moyenne du rayon émergent. — La dispo-
- 60 40 20
- sition est représentée par la figure 3. D = 1,25 m., compté cette fois des inducteurs primaires au point marqué o de l’échelle dessinée sur la figure; sur cette échelle les distances sont exprimées en centimètres et désignées par e dans le tableau Vlll.
- TABLEAU VIII
- Dans ces expériences, on n’employait pas le miroir secondaire. La déviation a est prise égale à
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- i pour e — o. P, G signifient qu’on a employé respectivement le petit ou le grand couple d'inducteurs primaires. 11 faut encore remarquer que le miroir primaire n’est accordé qu’avec les petits inducteurs primaires (*), non avec les grands. L’élément normal se trouvait à une distance de 22 cm. de la ligne moyenne du rayon.
- Les nombres de ce tableau mettent nettement en évidence la concentration produite par le miroir primaire. Quand on emploie les petits inducteurs primaires, on a un espace à peu près homogène d’environ 15 cm.de part et d’autre de la ligne moyenne.
- La valeur de a pour e=\<j indique un maximum peu marqué. Dans toutes ces expériences, il faut d’ailleurs remarquer qu’on ne peut guère éviter les perturbations dues aux objets environnants dans une salle fermée. En particulier, dans les mesures faites sans miroir secondaire, les réfractions et les réflexions produisent des perturbations considérables, de sorte que les nombres cités plus haut ne donnent qu’une représentation approchée de la valeur de l’énergie.
- b) Distribution de l’énergie le long de la ligne moyenne du rayon. — On a fait des expériences pour des valeurs de D très différentes, avec ou sans miroir secondaire, en employant les petits et les grands inducteurs primaires. Le tableau IX se rapporte aux expériences faites sans miroir secondaire, le tableau X à celles qu’on a faites avec un miroir secondaire; dans le second cas, on a pu naturellement prendre des distances D beaucoup plus grandes. S se trouvait à 41 cm. du centre et à 19 cm. du bord antérieur du miroir D. On a pris a = 1 pour la plus faible valeur.
- TABLEAU IX. — Sans miroir secondaire.
- D en ram. I T/S > a T/S 1 a
- 1,25 2,85 3,26 0,80 0,245 ',93 0,60 I 0,311
- On a fait trop peu d’observations pour en déduire une loi précise sur la distribution de l’éner-
- gie le long de la ligne moyenne du rayon. On peut toutefois dire avec quelque vraisemblance que l’énergie décroît moins vite que l’inverse du carré de la distance D.
- TABLEAU X. — Avec miroir secondaire.
- D en mm. P t/s I P a G T/S I P a
- 1,25 5>6 1 1,61 1,
- u oc «.8 0,321 0,44 0.273
- Dans ces expériences, il est à remarquer que le miroir secondaire peut réagir sur l’élément normal. L’auteur avait disposé S de telle façon que cette influence perturbatrice ne pût être considérable; toutefois, pour juger à quel degré cette influence pouvait exister, il a placé dans une autre série d’expériences l’élément normal de façon qu’il fût soumis à cette influence dans une assez grande mesure. 11 a trouvé pour les petits inducteurs primaires
- T
- D = 2,85 m. g- = 3,75 a = 1 6,72 1,02 0,28
- et pour les grands inducteurs primaires T
- D = 2,85 m. ^ = 1,36 a = î 6,72 0,30 0,22
- La comparaison de ces dernières valeurs de a. avec celles du tableau X montre qu’en effet il doit s’être exercé une réaction sur l’élément étalon, mais il paraît probable que l’influence de cette réaction, pour la première position de l’élément normal, ne dépasse pas les erreurs d’observation.
- c) Pouvoir amplifiant du miroir. — Sous ce nom, l’auteur désigne le quotient des valeurs de l’énergie observées en un point suivant que ce point est ou non dans la ligne focale du miroir secondaire. On trouve pour ce nombre K lorsque D ==2,85 m.
- Pour les petits inducteurs primaires. K = 7,0 — grands — K = 2,7
- 0) Voir Hertz.iVied. Ann., t. XXXVI, p. 712 (1889).
- Ces deux nombres montrent clairement que
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 223
- les miroirs ne sont accordés qu’avec les petits inducteurs primaires.
- Dans son étude sur les rayons de force électrique, Hertz n’avait pas considéré le cas de la réflexion sur un milieu transparent et isolant ; ce sujet a été l’objet de diverses recherches.
- M. Trouton (*) a essayé de produire la réflexion sur le verre; il s’est servi d’une grande porte vitrée, mais sans succès. On plaçait d’abord le résonateur dansunepositiontellequelevibrateur n’eût aucune action sur lui, puis on l’amenait dans la direction du rayon réfléchi, mais on n’obtenait rien, bien qu’on pût mettre en évidence la réflexion sur la personne des aides qui déplaçaient la porte vitrée.
- L’onde était divergente; pour y remédier, on employa les miroirs paraboliques, mais sans plus de succès. L’auteur attribue ce fait au peu d’épaisseur de la lame de verre. La radiation réfléchie sur la première face interférait avec celle qui est réfléchie sur la seconde; cette dernière perdant une demi-longueur d’onde dans la réflexion sur un milieu moins dense, les deux composantes devaient se détruire complètement puisque la différence de marche contractée par le passage de l’une d’elles à travers la lame est négligeable vis-à-vis d’une longueur d’onde; il en serait de ce cas comme de celui de la tache noire qu’on voit dans les bulles de savon extrêmement minces.
- Cette explication a été repoussée par MM. Rubens et Ritter, qui ont également étudié le même phénomène. On plaçait alternativement, sur le trajet des rayons ou en dehors, une ou deux lames de verre à miroirs de 0,7 cm. d’épaisseur environ sous des inclinaisons différentes. On n’a jamais pu constater de variation des déviations galvano-métriques. C’est ce qui résulte des nombres du tableau suivant, qui renferme les moyennes de cinq séries d’expériences relatives à ce sujet.
- Malgré le caractère négatif de ces résultats, on peut en déduire deux faits : D’abord, l’absorption exercée par le verre sur les ondes électriques de cette longueur est négligeable et ensuite aucune réflexion ne se produit, tout au moins sur des écrans de cette épaisseur, ce qui, d’après les auteurs, tiendrait à ce que l’épaisseur n’est pas suffisante.
- M. Klemencic (2) a étudié la réflexion sur une
- (i> La Lumière Electrique, t. XXXI, p. 629. (2) IVieuer Bericbte, 19 février 1891.
- lame de soufre qui avait 120 cm. sur 80 et 7 ; elle était formée de 12 blocs. Ces dimensions n'ont permis l’étude de la réflexion que sous des an-* gles variant entre 30° et 65°.
- TALEAU XI
- Nombre Déviation
- Expérience des Inclinaison des lame9
- lames directe transmise
- I 2 Normales à la direc- »3i 128.:
- 2 2 tion du rayon. «7 86..
- A 4=;° de la direction
- du rayon.
- Plan d’incidence pa-
- 3 I rallèle 108 ÏOQ
- 4 I — perpend. U» 39
- 5 2 au plan de vibration 97 10b
- Avant d’indiquer ces résultats je rappelle quelques conséquences de la théorie électromagnétique de la lumière. Quand on traite dans cette théorie le cas de la réflexion d’une onde plane à la surface de séparation de deux milieux isolants, on trouve que ces milieux doivent se conduire comme des milieux transparents et que les formules obtenues coïncident avec celles qu’on déduit des théories optiques, en supposant que la vibration électrique est normale au plan de polarisation. De même, dans le cas des milieux biréfringeants, on trouve que le déplacement électrique a la même direction que la vibration de Fresnel. Il était intéressant de chercher à vérifiersi dans la réflexion les ondes produites par l’excitateur, dans lesquelles la. vibration électrique est rectiligne, se comportent bien comme des ondes lumineuses polarisées rectilignement dans un plan perpendiculaire à cette vibration.
- Une des lois les plus importantes, comme on sait, est que, sous une certaine incidence appelée incidence brewstérienne, la lumière réfléchie est polarisée rectilignement dans le plan d’incidence et que si la lumière incidente est polarisée perpendiculairement à ce plan, elle est transmise totalement sans qu’aucune quantité en soit refléchie. Tous les diélectriques ne sont pas transparents pour la lumière, l’ébonite par exemple. Je ne veux pas entrer ici dans la discussion des causes qui produisent l’opacité; il me suffira de remarquer que tous les isolants (portes de bois, murs
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de pierre, etc.,) se comportent comme des corps transparents vis-à-vis des vibrations de Hertz.
- M. Trouton a étudié la réflexion sur un mur de 3 pieds d’épaisseur et constaté l’existence d’un angle de polarisation (1). M. Klemencic a constaté que sous toutes les incidences on obtient une réflexion puissante avec une plaque de soufre, quand les vibrations électriques sont perpendiculaires au plan d’incidence. Il en est autrement pour des rayons dans lesquels les vibrations sont parallèles à ce plan. Dans ce cas on n’observe qu’une réflexion faible, sous de petits angles d'incidence ; l’intensité de la radiation réfléchie décroît lorsque croît l’angle d’incidence et, de 6o° à 65°, les méthodes employées ne peuvent déceler son existence. Les conséquences à tirer sont donc absolument les mêmes que celles de M. Trouton. On vérifie également que l’intensité de la réflexion transmise est comparable à celle de la radiation réfléchie.
- Bien que, pour certains angles d’incidence, les résultats calculés à l’aide de la formule de Fresnel concordent bien avec les valeurs de l’intensité observées, en général cette concordance ne se maintient pas.
- On observe quelques phénomènes remarquables sans analogues dans les phénomènes lumineux et qui doivent probablement leur origine au fait que les dimensions de la surface réfléchissante sont trop faibles en comparaison de la longueur d’onde du rayon.
- Le même auteur a exécuté en même temps des expériences sur la réflexion par un miroir dezinc; le métal réfléchit sous toutes les incidences et pour toutes les polarisations.
- M. Trouton a dans un deuxième mémoire (8), indiqué les résultats suivants :
- On a essayé la réflexion à la surface de l’eau ou d’autres liquides qu’on versait dans des cuviers de bois. Malheureusement le sol et le fond des cuviers possédaient un pouvoir réflecteur et on avait une réflexion sous toutes les incidences. Il faut remarquer que l’eau n’est isolante que quand elle est pure; l’expérience a prouvé que de l’eau de rivière, qui laisse passer les vibrations électromagnétiques, les arrête dès qu’on y ajoute une trace d’acide. On a alors fait couler de l’eau verticalement le long d’une lame de verre, les mi-
- () La Lumière Electrique, loc. cit.
- (*) Nature, t. XL, p. 398 (1889).
- roirs primaires et secondaires étant placés de façon à ce que leurs plans médians fissent des angle* * égaux avec la normale à la lame ; la réflexion se produisit, que les axes des miroirs fussent parallèles ou perpendiculaires à la surface réfléchissante ; l’auteur en conclut que l’eau agit comme un métal.
- Une lame de paraffine de 2 centimètres d’épaisseur ne réfléchissait pas;au contraire, une plaque de 13 centimètres sous une incidence de 550 réfléchissait ; la longueur d’onde était 66 centimètres, l’indice admis 1,5 1 = v/2,29, 2,29 étant le pouvoir inducteur de la paraffine; le chemin parcouru par l’une des ondes à l’intérieur de la paraffine était une deini-longueur d’onde, ce qui, joint à la perte d’une demi-longueur d’onde dans la réflexion, rendait cette onde concordante avec la première. On s’attendait à ce qu’avec une plaque de 26 centimètres il n'y eût plus réflexion, le retard étant
- maintenant ; toutefois il y en eut une, ce qui
- conduisit les auteurs à déterminer par une autre méthode l’indice de la paraffine. Une lame de cette substance fut placée entre l’excitateur et le réflecteur de Hertz et on observa le déplacement des noeuds et des ventres, d’où l’on déduisit l’indice 1,8. Les épaisseurs 13 et 26 prises précédemment étaient trop considérables ; il fallait prendre 10 et 20, pour une incidence de5i°; néanmoins on n’a pas pu observer avec ce s deux valeurs de l’épaisseur de différence marquée dans la réflexion.
- L’expérience est difficile quand on opère avec de petites étincelles, parce qu’il faut continuellement régler la distance explosive, qui est modifiée par le choc de la décharge ou par une combustion des pointes. Quand les étincelles sont très petites, il faut augmenter au contraire cette distance, qui est diminuée par réchauffement des conducteurs ; enfin la poussière et l’humidité provenant de la respiration de l’observateur sont également gênantes.
- Toutefois, si on avait pu brusquement changer l’épaisseur du mur pendant qu’on observait l’étincelle et l’amener de 10 à 20 centimètres, il aurait été facile de constater la différence ; malheureusement le temps nécessaire pour construire le mur était trop considérable.
- On tenta alors l’expérience suivante : on plaçait une petite feuille de zinc derrière le mur et on observait les étincelles tandis qu’un aide enle-
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- vait et replaçait le zinc. Avec la plaque de io centimètres on s’attendait à ce que les étincelles fussent affaiblies et à ce qu’elles fussent au contraire renforcées avec la plaque de 20 centimètres. C’est le contraire qu’on observa ; M. Fitzgerald fit remarquer que ce fait tenait aux petites dimensions du miroir employé ; ce miroir réfléchit avec un changement de phase, tandis que, dans l’expérience de Hertz, le miroir indéfini ne donne aucun changement. D’ailleurs la détermination directe des nœuds et des ventres produits par une lame de paraffine, sous l’incidence de 570 environ, à l’aide d’un résonateur circulaire et d’un résonateur rectiligne, a montré que c’était bien dans la seconde réflexion que la perte d’une longueur d’onde se produisait.
- C. Raveau.
- (A suivre.)
- LE COMMUTATEUR AUTOMATIQUE POUR TÉLÉPHONE
- DE SMITH
- John Randolph Smith, de Neosho (Newton County, Missouri, Etats-Unis d’Amérique), a indiqué un commutateur pour téléphone grâce auquel tout abonné rattaché dans une station centrale à un réseau téléphonique peut lui-même se mettre en communication avec tout autre abonné rattaché, sans qu’à la station centrale 011 ait besoin d’un employé chargé d’établir et ensuite de rompre la communication .entre les conducteurs. Ce commutateur a été .breveté pour l’Allemagne; voici les détails de sa construction.
- La disposition tout entière du commutateur de Smith diffère totalement de celle de l’appareil Mix et Genest servant à choisir la ligne, attendu que les fonctions à remplir diffèrent complètement, vu l’existence d’une station centrale dans le système de Smith.
- Ainsi, Smith n’a besoin que d’installer deux fils métalliques allant de chaque poste téléphonique à la station centrale; à la station centrale elle-même, il n’a besoin que d’un transformateur pour chaque abonné, et dans chaque transformateur, il lui faut pour n abonnés (2tt — 2) contacts
- qui doivent être réunis par paires dans le bureau au moyen de fils conducteurs. Chaque commutateur contient en outre un cylindre tournant autour d’un axe horizontal, et, au-dessus de ce tambour, sur un axe commun, (2n — 2) leviers de contact, qui, selon la position du tambour, peuvent s’engager par les dents dont ils sont munis dans des rentrures correspondantes de ce dernier; chacun des leviers vient alors reposer sur celui des (2 n — 2) contacts qui lui correspond. Au moyen d’un électro-aimant appartenant au commutateur, on peut, de la station téléphonique, faire tourner progressivement le tambour.
- A chaque poste téléphonique, il y a d’abord une série d’appareils téléphoniques ordinaires, laquelle d’une part est reliée à la terre, tandis que d’autre
- 9 P
- i'ig. 1
- part il en sort un fil conducteur^ (fig. 1) se rendant à la station centrale, d’où, après avoir traversé la batterie P, il se rend aux pôles de l'électro-aimant E du commutateur appartenant à cette station; mais, en même temps, il se ramifie en x vers l’axe X des (2n — 2) leviers de contact de ce commutateur. Au poste téléphonique, il y a en outre un commutateur à manivelle dont le bras de contact est relié aussi avec le fi I p et peut passer sur n boutons de contact- portant les numéros des n postes téléphoniques; le dit bras de contact est en même temps relié avec le fil q et par lui avec l’extrémité libre des tambours de l’électro-aimant E du commutateur appartenant à ce poste téléphonique. On ne peut tourner la manivelle que dans un sens, un arrêt empêchant de la tourner dans l’autre sens. Lorsqu’on tourne cette manivelle, elle ferme le circuit pq au moyen de l’électro-aimant E de son commutateur, toutes les fois qu’elle passe sur un de ses n boutons de con-lact, et elle interrompt de rechef ce circuit immédiatement après. A chaque interruption de courant, le ressort de refoulement repousse à nouveau l'armature. Dans chaque position sur l’un des boutons de contact, on peut fixer la manivelle au
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- moyen d’une clavette qui est placée à côté du bouton de contact.
- Toutes les fois qu'on donne du courant, l’élec-tro-aimant E attire son armature et, au moyen d’une lame qui mord dans une roue d’insertion calée sur l'axe du rouleau, il fait tourner cette roue dentée d’une de ses n roues et le tambour lui-même de la «ième partie de sa circonférence. Un arrêt spécial empêche une plus grande rotation.
- Ordinairement, dans chaque poste téléphonique, la manivelle du commutateur repose sur le bouton de contact désigné par le numéro de ce poste et de l’abonné. Un abonné veut-il parler avec un autre abonné, il placera sa manivelle sur le numéro de ce dernier et interrompra d’abord le courant dans l’électro-aimant de son commuta-
- i ü m
- 2 3 i b c d 13 4 a. c d i 2 4 a, b d
- Fig. S
- teur, puis il le fermera toutes les fois que la manivelle passera sur les boutons de contact. Par suite, il fera faire tout autant de pas au rouleau et il établira ainsi la communication avec l’abonné voulu.
- La figure 2 représente l'installation de la station centrale pour un réseau à n postes téléphoniques. Supposons que n soit égal à 4. La figure ne représente que trois commutateurs 1, 11 et 111. On n’a donc indiqué que les fils conducteurs qui parient des contacts 4 et d qu’il s’agit de relier aux contacts du quatrième commutateur IV. Les 2-n — 2 contacts = 6 contacts forment deux groupes, dont l’un, à gauche, est désigné par les chiffres 1, 2, 3,4, tandis que l’autre, à droite, est désigné par les lettres a, b, c, d.
- 11 faut maintenant relier successivement les contacts 1, 2, 3, 4 de 1 avec les contacts a de 11,111 et IV ; puis 1, 3, 4 de 11 avec b de 1, 111, IV, etc. Tant que le commutateur en 1 se trouve dans la position de repos, les trois leviers de contact qui sont disposés au-dessous de b, c, d, se trouvent dans une rentrure de rouleau et, par suite, font communiquer b, c, d avec l’axe X et par dessus X avec le conducteur p conduisant au poste télépho-
- nique 1, et, dans ce poste téléphonique, avec la terre, à travers la série des appareils téléphoniques.
- Si par conséquent l’un des trois autres postes téléphoniques veut se relier à ce poste téléphonique 1, il n’aura qu’à relier le contact 1 avec l’axe X et le conducteur/) dans le commutateur II, 111, IV du poste téléphonique qui désire être relié avec 1.
- Pour empêcher cependant qu’après l’établissement de cette communication un des autres postes téléphoniques se relie avec 1, il reste à séparer de X les deux contacts du groupe de droite qui ont été depuis reliés avec x, mais qui n’ont pas encore été employés pour parler. A cet effet, le tambour du commutateur a été disposé de telle sorte que, lorsque le tambour a tourné d’un pas, les leviers appartenant aux contacts 2 et b tombent dans une rentrure et par conséquent relient 2 et b avec X ; lorsque le tambour a tourné de deux ou de trois pas, au contraire, ce sont 3 et c ou 4 et d qui sont reliés avec X.
- La disposition des trois autres commutateurs est analogue, cela va de soi, et par suite il est encore impossible qu’un troisième poste téléphonique se rattache avec le poste déjà relié avec un autre.
- Il est facile de se rendre compte de ce qui se passe lorsque l’on fait usage de ce commutateur automatique. Lorsqu’il n’y a aucun poste qui parle à un autre, les contacts b, c et d de 1 sont reliés à X, mais dans 11 ce sont les contacts a, b, c, et d. Tous les électro-aimants sont alimentés et leur armature est attirée, parce que chaque manivelle repose sur le bouton de contact portant le numéro de sa station téléphonique.
- La station téléphonique 1 veut-elle parler avec 111, elle met sa manivelle sur le bouton de contact 3 ; P est ainsi coupé puis fermé deux fois ; aussi, le rouleau avance-t-il de deux pas dans le commutateurs 1 de la station centrale ; B et D sont séparés de X, et maintenant les contacts 3 et c sont reliés à X. Le courant d’appel de 1 peut donc passer de p par X et 3, du commutateur 1, pour se rendre k.a et X du commutateur 111. L’abonné 111 entend l’appel et met sa manivelle du bouton de contact 3 sur le bouton 1, ce qui fait que dans le commutateur 111 de la station centrale le rouleau tourne d’un nombre de pas tel que 1 et a seulement soient reliés avec x et que bd ne le soient pas.
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- La conversation peut alors commencer, et il ne peut arriver qu'un autre abonné l’interrompe en appelant le poste 1 ou 111. Mais si dans ce poste-là un autre abonné cherchait à se rattacher à 1 où à 111, sa sonnerie ne résonnerait pas à l’appel et il en conclurait que l'abonné qu’il demande est occupé; il va de soi qu’il ne recevrait pas de réponse à son appel avant que 1 et 111 eussent terminé leur conversation et replacé leur manivelle sur 1 et 3.
- E. Zetzsche.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Ampèremètre-voltmètre Weston (1891).
- Cet appareil est remarquable par quelques ingénieux détails de construction.
- Son électro-aimant est constitué (fig. 1 à 5) par
- Fig. 1 et 2. — Ampèremètre Weston. Coupe XX et YY et plan.
- deux disques annulaires F et G, réunis par des boulons J, dans leur anneau périphérique H, et pourvus de deux pôles circulaires D et E, emboîtés de manière à réserver entre eux un espace annulaire constituant un champ magnétique très intense.
- A l’intérieur du pôle E se trouve un noyau en cuivre isolé M, auquel aboutissent, au travers des fentes isolées du pôle E, les extrémités intérieures/) de l’enroulement constitué par une série de bandes de cuivre, dont les extrémités extérieures
- aboutissent en Q, par le conducteur R, au pôle 1 de l’appareil. Le noyau M est, de son côté, relié par une barre S à la borne n° 2.
- Dans l’espace annulaire réservé entre les deux pôles D et E, peut osciller un cylindre en cuivre léger T, recouvert d’un enroulement en fils fins U, et supporté en V par un tube d’aluminium W suspendu en V et en ai par des ressorts b et d, isolés et rattachés en efg à l’enveloppe H.
- Le tube W renferme un ressort tordu w, fixe
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- d’une part en a et d’autre part en «à l’étrier h, monté sur les pointes n et r de la tige fixe S. L’étrier o porte l'aiguille indicatrice p, équilibrée en t, et qui se déplace d’un angle très étendu, sous la torsion que provoque dans le ressort w le moindre déplacement du cylindre T.
- Lorsque l’appareil sert d’ampèremètre, on fait passer une dérivation du courant par la borne i,
- A
- Fig. 335. — Détail de la transmission de l’aiguille et du noyau de la bobine.
- le fil ax, la barre f, le ressort b, le tube W, le cylindre T, son enroulement U, le ressort d, la barre c, le fil b1 et la borne 2. C’est la réaction du solénoïde U dans le champ magnétique annulaire des pôles qui détermine les mouvements [du cylindre T.
- Lorsque l’appareil sert de voltmètre, on remplace les enroulements lamellaires P par une seule bande de cuivre très mince de 5 à 7 centièmes de millimètre d’épaisseur, indiquée en Pj sur la figure 6, et reliée au noyau central. Le courant
- traverse l’appareil suivant le trajet 1, clt P! M, le ressort b, le tube W, l’enroulement U, le ressort d, la barre e, le fil dx et la borne 2.
- Fig. 6. — Voltmètre Weston. Schéma des circuits.
- Fig. 7. — Ampèremètre Weston. Variante.
- Afin d’empêcher les effets de l’inertie magnétique, on peut, comme l’indique la figure 5, sectionner les pôles E en segments isolés.
- Dans la variante représentée par la figure 7, le cylindre T est remplacé par un cylindre en ferD2
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- suspendu comme le tube W, et qui se déplace dans la bobine F2 sous l’action du courant à mesurer. Dans la disposition représentée en figures 9, 10
- Fig. 9, 10, 11. — Weston. Variante de la transmission.
- et 11, on a remplacé le ressort w par un ressort à spirale extérieure t3, que le tube W tend lorsqu’il se déplace vers la droite de la figure 9, en faisant tourner l’aiguille par son héliced3 et la fourche^ malgré l’antagonisme de ce ressort.
- G. R.
- Pile Fàure au carbonate de fer (1890;.
- La nouvelle pile au carbonate de fer de M. C.-A. Faure se compose essentiellement d’auges en bois M, de 25 mètres de.long, par exemple (fig. 1), sur 1,20 m. de haut et 2 mètres de large, renfermant une centaine de doubles électrodes A, de deux mètres de large. Ces électrodes sont constituées par un aggloméré de charbon obtenu en moulant, séchant, puis carbonisant à 1400° dans un moule une pâte composée en poids de 1/4 d’avoine, 1/4 de houille bitumineuse et 1/2 de terre argileuse très poreuse. On obtient ainsi un aggloméré excessivement poreux, dont on récouvre l’un des côtés a seulement des électrodes, le côté b l’étant d’une couche de goudron rendue tout à fait imperméable après un recuit. Quant à la face poreuse a de l’électrode, on la recouvre en plus d’une grosse toile à voile.
- Entre les électrodes A, l’on charge du fer granulé en briquettes. Le liquide employé est de l'eau salée amenée par les tuyaux cc. Le courant se prend aux plaques de fer E E : l’espace compris entre la plaque E! et la dernière électrode est rempli de coke ou de copeaux de cuivre d’une conductibilité suffisante pour le courant de 1000 ampères environ engendré par cette pile, avec une tension de 1,15 v. environ.
- Les éléments de fer et de carbone immergés dans l’eau salée (Na CI) produisent du chlorure de fer, de la soude caustique et de l’hydrogène, avec une force électromotrice d’environ 0,30 v.; l’hy-
- Fig 1. — Pile Faure.
- drogène, se recombinant avec l’oxygène, augmentera cette tension de 0,40 volt, et la carbonatation de la soude par le carbonate de fer y ajoutera 0,30 volt, que l’on augmente encore de 0,15 volt par l’emploi du fer réduit poreux au lieu de fer compact. C’est ainsi que l’on arrive, d’après M. Faure, à la tension finale de
- 0,30 + 0,40 + 0,30 + 0,15 = 1,13 volt.
- Dans la réaction électrolytique, le carbonate de fer et le chlorure de fer forment du carbonate de fer et du chlorure de sodium, qui se trouve ainsi régénéré; la pile ne dépense que le fer transformé en carbonate, et que l’on régénère facilement, comme nous le verrons, ainsi que l’acide carbonique employé pour cette régénération.
- Les faces poreuses a, recouvertes de toile, con-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- stiluent les faces positives des électrodes; elles sont dépolarisées par les gaz qui pénètrent entre les faces a et b par les trous B et J et dont la partie inerte, l’azote, s’échappe par les pores de a, en agitant le liquide.
- La réduction du carbonate de fer s’opère dans la cornue A représentée par la figure 2, chargée
- Fig. 3
- de carbonate de fer en B, et traversée de bas en haut par les gaz réducteurs — CO, H, etc. — du gazogène C. Au sortir de la cornue, ces gaz s’enflamment au contact d’une prise d’air ménagée en B, en formant de l’acide carbonique qui s’en va parD, autour de la cornue, à la cheminée, d’où une partie de ce gaz est aspirée par une pompe qui le refoule, après lavage, dans la pile. L’air nécessaire à la combustion du gazogène y arrive échauffé par LF, et le fer spongieux réduit s’évacue frpid par GH.
- L’installation d’une batterie Faure comprend donc, outre les piles proprement dites — 1000 éléments—une pompe pouvant y refouler à peu près
- 1000 mètres cubes d’acide carbonique par heure, une machine pour agglomérer en briquettes le carbonate de fer évacué par les tuyaux d (fig. 1), et le cubilot réducteur.
- D’après M. Faure, on ne dépenserait dans ce cubilot que 0,300 k. de charbon par kilogramme de fer mis en jeu dans la pile, ou par cheval-heure électrique aux bornes de la pile.
- G. R.
- De l’application des courants alternatifs & la
- transmission du travail, par MM. Maurice
- Hutin et Maurice Leblanc {suite) (‘).
- REMARQUES RELATIVES A L’EMPLOI DES CONDENSATEURS.
- M. M. Leblanc. — i° Si l’on veut équilibrer les effets de la self-induction d’un circuit par un courant alternatif et que ce circuit appartienne soit à une machine réceptrice, soit au circuit primaire d’un transformateur, il arrive que, par suite des réactions dont il est le lieu, la résistance effective R qu’il oppose au passage du courant (son coefficient de self-induction apparent étant supposé nul) est beaucoup plus grande que sa résistance réelle r.
- Si l’on vient à décharger brusquement, et sans prendre aucune précaution, la machine dont il fait partie, ou à ouvrir le circuit secondaire du transformateur, tout en maintenant une différence de potentiel alternative constante aux bornes du système, la résistance qui était R devient r et l’intensité qui parcourait le circuit considéré se
- R
- trouve multipliée par le rapport —.
- Non seulement, on court le risque de brûler le circuit, mais le condensateur qui l’accompagne peut être détruit, car la différence de potentiel maintenue entre ses bornes se trouve multipliée par le même rapport. Ce phénomène est d’autant plus dangereux qu’il agit instantanément, tandis que l’échauffement d’une bobine nécessite un certain temps pour se manifester et qu’on peut s’apercevoir de l’erreur commise et la réparer.
- 11 convient donc de ne pas chercher à équilibrer complètement les effets de la self-induction d’un (*)
- (*) Voir La Lumière Electrique, 25 juillet 1891.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 231
- circuit. On peut se proposer de faire en sorte que l’on ait :
- Dans ces conditions, la résistance apparente du circuit sera y/2 fois plus grande que sa résistance effective. Pour obtenir un même effet utile, il faudra employer des forces électromotrices \J~2 fois plus considérables, mais en cas de fausse manœuvre ou d’accident les condensateurs n’auront à supporter qu’une différence de potentiel y]2 fois plus considérable que la différence de potentiel normale, ce qui ne devra présenter aucun inconvénient.
- 20 Le réglage des condensateurs étant fonction de la fréquence des courants employés, il convient que celle-ci soit bien constante. Si elle venait à varier, en effet, elle pourrait passer par la valeur pour laquelle les phénomènes de self-induction se trouveraient exactement équilibrés, et la précaution que nous venons d’indiquer deviendrait illusoire.
- 3° Toutes les fois que l’on modifie la composition d’un circuit, avant de prendre un état de régime permanent, le courant passe par un état de régime variable pendant lequel il peut se manifester des forces électromotrices bien plus grandes que celles qui doivent se manifester ensuite. 11 y a donc lieu, comme dans le cas des courants continus, de ne jamais modifier brusquement la composition des circuits.
- Enfin, une excellente précaution dont nous nous sommes très bien trouvés, consiste à munir toute batterie de condensateurs d’un paratonnerre. 11 importe que celui-ci se comporte comme une véritable soupape de sûreté qui retombe sur son siège dès que la pression a repris sa valeur normale. Un appareil de ce genre dû à M. Elihu Thomson et que M. Labour a heureusement approprié au cas actuel nous a donné toute satisfaction à cet égard (fig. 1). Dès qu'une étincelle jaillit, le champ auquel elle est soumise la force à se distendre et elle s’éteint immédiatement, comme si l’on soufflait dessus.
- flux qui va couper les courants sillonnant le second, appelé armature.
- Si Ton désigne le flux qui coupe l’armature par <ï> = <ï>0sin 2 it ;p et par 1 = A sin 2-k ^ l’intensité du courant qui traverse cette dernière, le travail fourni à chaque instant par la machine est égal à
- d Ç = I d t » <t>, A cos 2 TT sin 21^ — ^ d t.
- /
- On voit très facilement que, pour que l’intégrale de cette expression croisse indéfiniment avec le
- s Conducteur ^ de rèfour
- Fig. 1
- temps, il faut que les périodes T et t soient les mêmes. Alors le travail moyen fourni par seconde est égal à
- Les variations de flux dans l’armature peuvent être dues à deux causes :
- i° Aux variations de l’intensité du courant inducteur;
- 20 Aux variations delà position relative des deux circuits.
- Machines génératrices et rêceptricees à courants alternatifs.
- Toute machine d’induction se compose de deux circuits dont l'un, appelé inducteur, engendre un
- Nous pourrons distinguer trois genres de machines à courants alternatifs :
- i° Les machines dans lesquelles l’intensité du J courant inducteur est constante ;
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- 23i
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 2° Celles dans lesquelles ce courant est alternatif et de même période que le courant induit ;
- •30 Celles dans lesquelles ce courant est alternatif, mais non de même période que celui de l’armature.
- a) Dans les premières, la variation de flux dans l’armature ne dépend que de sa vitesse de rotation. 11 faut donc que celle-ci tourne avec une vitesse rigoureusement déterminée si l’on veut obtenir ou utiliser des courants de fréquence également déterminée.
- c Cela ne présente aucun inconvénient lorsque l’on n’emploie qu’une seule machine de ce genre et comme génératrice.
- Si l’on veut accoupler plusieurs de ces machines, il convient de les commander chacune par un moteur distinct. Alors, elles tendent à se synchroniser d’elles>-mêmes, si leurs armatures sont - montées en parallèle, comme l’a montré M. Hop-kinson, ou si on les monte en tension, en ayant soin de munir le circuit de chaque armature d’un condensateur qui rende son coefficient de self-induction apparent négatif, comme l’a montré M. Paul Boucherot.
- Le calcul montre que le synchronisme réalisé
- 2 7T
- est d’autant plus stable que le produit-ÿ- L(Lcoeffi-
- cient de self-induction d’une armature) est plus grand, en valeur absolue, que la résistance du circuit général comprenant les armatures.
- Or, comme nous l’avons vu plus haut, il convient de faire tous ses efforts pour annuler l’influence des phénomènes de self-induction, c’est-à-dire rendre aussi petite que possible la valeur apparente du terme L.
- On ne peut donc considérer comme une bonne solution un procédé qui n’est applicable qu’avec des systèmes ayant beaucoup de self-induction. D’un autre côté, l’obligation de munir chaque génératrice d’un moteur spécial constitue une grande sujétion pratique.
- Les inconvénients de ces machines employées comme réceptrices sont plus graves encore. On est obligé de les lancer au démarrage, et c’est une opération qui présente d’autant plus de chances de ratés que la fréquence des courants employés est plus grande. Le moindre à-coup dans la résistance qu’elles ont à surmonter peut les désynchroniser et l’impossibilité où elles sont de démarrer en charge les rend impropres à beaucoup d’applications.
- Ces machines rendent aujourd’hui de bons services lorsqu’on les emploie comme génératrices, mais même dans ce cas, nous pensons qu’elles ont fait leur temps.
- y b) Dans les machines du deuxième genre, le courant inducteur est de même période que le courant induit; il faut donc que la grandeur du flux qui traverse l’armature soit indépendante de sa position dans l’espace. Ce résultat ne peut être obtenu que si l’on emploie des machines dites unipolaires ou des machines munies d’un collecteur Gramme.
- Les machines unipolaires seraient intéressantes, puisqu’elles sont exemptes de tout commutateur, mais il est malheureusement presque impossible d’intercepter les courants de Foucault qui tendent à s’y développer. 'Quant aux autres, nous n’en parlerons pas pour le moment, car l’un des principaux avantages des courants alternatifs réside dans la possibilité de se servir de machines dépourvues de tout commutateur.
- 3° Dans les machines du troisième genre, la période du courant alternatif est fonction elle-même de la vitesse de rotation de la machine. C’est dans ce genre de machines que doivent être rangées les machines dites à champ tournant, qui semblent devoir fournir le meilleur système de dynamo génératrice ou réceptrice; aussi nous étendrons-nous davantage sur leur compte.
- Machines à champ tournant.
- Une machine à champ tournant se compose en principe de deux anneaux concentriques dont l’un est fixe et l’autre mobile (fig. 2).
- Ces deux anneaux sont recouverts de deux circuits distincts.
- Chacun de ces circuits est formé de 2n bobines ttxa2... a„, a’t a'2... a'„ disposées régulièrement le' long de la périphérie. Le sens de l’enroulement du fil change quand on passe d’une bobine à la suivante dans un même circuit, de telle manière qu’un courant lancé dans ce circuit développe dans l’anneau 2 n pôles positifs et négatifs. Les deux circuits de chaque anneau sont disposés sy métriquement l’un par rapport à l’autre.
- Production du champ tournant inducteur.
- Nous allons d’abord démontrer que si on lance
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 2 33
- dans le premier circuit de l’anneau fixe un cou-
- t
- rant alternatif d’intensité I = A sin 2 7c ÿ, et dans le second circuit de cet anneau un courant d’intensité F= A cos2 tt et si l’on ferme sur eux-
- mêmes les circuits de l’anneau mobile, les choses se passent comme si l’on déterminait à la surface de chacun des deux anneaux 2» pôles alternativement positifs et négatifs d’intensité constante et qui tourneraient régulièrement autour de l’axe du
- . . 1
- système avec la vitesse ^
- En effet, considérons un tube de force ayant
- A
- e <4
- Fig. 2
- pour axe deux arcs de cercle tracés dans les deux anneaux et reliés entre eux par deux rayons fai-
- sant entre eux un angle égal à
- Supposons qu a l’origine des temps ce tube rencontre autant de spires enroulées dans un sens que de spires dans l’autre sens du premier circuit de l’anneau fixe, et qu’on le fasse tourner avec la
- vitesse -4=. ni
- Lorsqu’il aura décrit un angle égal à toutes
- les spires du premier circuit qu’il coupera seront de même sens; lorsqu’il aura tourné d’un angle
- égal il rencontrera encore autant de spires enroulées dans un sens que dans l’autre.
- 11 en résulte que, si nous désignons par V le nombre de fois que ce tube rencontre le premier circuit, nous pourrons poser
- V = V0 sin 2
- Si nous considérons maintenant qu’à l’époque zéro, toutes les spires du deuxième circuit fixe que rencontre ce tube sont enroulées dans le même sens, nous pourrons poser, en désignant par V' le nombre de fois que le tube rencontrera le deuxième circuit fixe
- V' = V0 cos 2T:
- Le nombre d’ampères-tours qui agiront sur ce tube sera à chaque instant
- V I + V' I'.
- Or, on a, par hypothèse,
- 1 = A sin 271^, I'= A cos 2 7u ;
- d’où
- V I + V' I' = VA ^sina 2 tt ^ + cos2 2 TT ^ = VA.
- Donc, ce nombre d’ampères-tours est constant.
- Si la perméabilité du tube demeure constante pendant sa rotation, le flux qui le traversera sera aussi constant.
- Le même raisonnement pouvant être répété pour 2 n tubes semblables disposés côte à côte, nous voyons que les choses §e passeront comme si le nombre d’ampères-tours compris entre deux pôles consécutifs était égal à
- VI+V' I' = VoA^sina2Tr|; + cos2 2tt£) = V0 A.
- Ce nombre d’ampères-tours sera donc constant, et par suite l’intensité des flux qui émaneront de l’anneau et qui y pénétreront par les deux pôles considérés.
- Donc il suffit, pour déterminer des pôles tournants le long d’un anneau, de recouvrir celui-ci de deux circuits disposés comme il vient d’être dit et de les faire parcourir par des courants alternatifs de mêmes périodes, mais présentant une différence de phases d’un quart d’onde.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Champ tournant engendré par les circuits induits.
- Supposons maintenant que l’anneau mobile tourne avec la vitesse Q, la vitesse relative, par rapport à lui, des flux émis par l’anneau fixe sera
- égale à ^----O.
- Mais, pendant que les flux feront un tour par rapport à l’anneau mobile, ils repasseront n fois par les mêmes positions relativement aux circuits qui recouvrent cet anneau.
- Leur vitesse relative, par rapport à ces circuits,
- sera donc égale à ^ — n , et par suite la période
- des courants engendrés dans ces circuits sera égale à
- I
- Les deux circuits de l’anneau mobile engendre-rontà leur tour 2n pôles qui se déplaceront par
- rapport à l’anneau avec la vitesse^ — ü, mais celui-ci tournant avec la vitesse , la vitesse absolue de ces pôles dans l’espace sera égale à
- Donc les pôles émis par les circuits mobiles tourneront avec la même vitesse absolue que les pôles inducteurs.
- Ces pôles réagiront les uns sur les autres, d’où résultera la création d’un couple moteur sur l’axe de la machine.
- . (A suivre.)
- Le kinétographe d’Edison
- 11 a déjà été question dans ce journal du nouvel appareil d’Edison pour dire (*) le rôle secondaire que l’électricité joue dans son fonctionnement; elle n'intervient que dans le mécanisme moteur et régulateur de l’appareil et celui-ci — quant à présent — ne met en œuvre aucun principe nouveau susceptible de servir pour la vision à distance, qui reste dans le domaine de la pure imagination. La téléphanie rêvée n’est pas sur le point de rivaliser avec la téléphonie glorieuse de Graham Bell.
- La découverte de la transmission à distance de la parole articulée appartient sans partage à Gra-
- (i) La Lumière Electrique, t. XL, p. 499.
- ham Bell, qui a indiqué et appliqué la condition nécessaire du courant ondulatoire.
- L’œuvre d’Edison est différente et le complément qu’il est en train d’y joindre donne à propos l'occasion d’insister sur une distinction nécessaire, car la confusion est fréquente parmi le grand public.
- Tandis que l'œuvre maîtresse d’Edison, c’est la parole conservée et très bien reproduite par son beau phonographe, le complément qu’il y veut ajouter, c’est l’impression visuelle conservée et remise à volonté sous les yeux. Les détails que donne à cet égard 1 ’Electrical Engineer, de New-York, d’après M. George Parsons Lashrop et le Harper’s weekly Newspaper permettent de se faire une idée des principes connus mis à contribution pour y parvenir. Ce sont ceux de la photographie instantanée, du phénakisticope de Plateau, et de la photo-micrographie.
- On prend l’impression photographique instan-
- Pig- X
- tanée d’une personne en mouvement, un grand nombre de fois par seconde, sur une bande mince de gélatine qui passe très rapidement devant l’objectif ; en prenant 46 images par seconde on.en a 2760 à la minute et 165,600 à l’heure. Avec des images d’un pouce espacées d’un pouce la bande doit marcher à 7 pieds 2/3 par seconde; mais comme elle est immobile pendant 9/10 de seconde, elle doit passer les 72/3 pieds en i/io.de seconde, c’est-à-dire défiler, lorsqu’elle se meut, à 50 milles à l’heure. La bande reçoit une très bonne image de la personne en mouvement pendant une faible fraction de seconde; l’obturateur se ferme, puis se rouvre, et la bande de gélatine reçoit à un autre endroit l’image suivante.
- Un point de la plus grande importance, c’est que la prise d’une épreuve et le déplacement de la bande d’une certaine quantité s’effectuent en un quarante-sixième de seconde, de manière que la bande se trouve ensuite prête pour recevoir une nouvelle impression; il est essentiel que la durée
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- d’exposition de la bande à la lumière soit la plus grande partie possible de la fraction de la seconde. Réaliser ce fait était peut-être la plus grande difficulté que l’inventeur eût à surmonter.
- Les détails principaux du mécanisme reproducteur ne sont pas difficiles à décrire. La figure i indique le mécanisme d’enroulement de la bande photographiée allant de la bobine A à la bobine D en passant devant l’écran t ; elle reçoit un mouvement uniforme d’un mécanisme mû par un petit moteur électrique placé en 4 dans la même boîte qui contient la lampe d'éclairement; la figure 2 indique plus complètement la situation de la bande et de l’écran représenté en S S sur les figures.
- L’écran est circulaire et a quatre ouvertures; il se meut exactement en même temps que la
- Fig. 3
- bande, de sorte que le même intervalle de temps sépare deux images et deux ouvertures; on ne voit de la bande photographiée que les parties occupées par les images instantanées. On a ainsi l’impression d’une image continue, et comme chacune se déplace légèrement on a l’illusion de la vie et du mouvement.
- Dans un autre modèle de kinétographe, qu’on n’a point encore montré, le reproducteurcontient un cylindre mobile analogue à celui du phonographe; au lieu qu’il soit en cire, c’est un verre sensibilisé susceptible de recevoir pendant son mouvement une suite de photographies d’un vingt-millième de pouce carré chacune, c’est-à-dire n’ayant chacune pour l'œil que la grosseur d’un point; ces images s’impriment en spirale sur la surface du cylindre comme les tracés du phonographe et l’on se sert ensuite comme organe de répétition d’un microscope. Tandis que le cylindre tourne, on voit dans le microscope la série des
- images microphotographiques imprimées sur la spirale qui se meut dans le champ.
- E. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Pouvoir inducteur spécifique des électrolytes, par Edward B. Rosa ç1)-
- Les nombreuses mesures expérimentales entreprises dans le but de vérifier s’il est vrai, comme l’indique la théorie de Maxwell, que le pouvoir inducteur spécifique d’une substance est égal au carré de son indice de réfraction ont montré que le pouvoir inducteur était d’autant plus grand que la conductibilité électrique de la substance était plus grande; ainsi, d’après les mesures les plus récentes de MM. Cohn et Arons, de M. Gouy, etc. le pouvoir inducteur spécifique de l’alcool est compris entre 25 et 30, celui de i’eau entre 75 et 85. Ces valeurs étant loin de satisfaire à la relation de Maxwell, beaucoup de physiciens ont admis que les résultats obtenus dans la mesure des pouvoirs inducteurs des liquides électrolytiques étaient principalement dus à un effet de la conductibilité électrique de ces substances et qu’ils ne représentaient pas leurs pouvoirs inducteurs spécifiques vrais, lesquels obéiraient exactement à la loi de Maxwell. C’est dans le but d’examiner l’exactitude de cette hypothèse qu’ont été effectuées les recherches de M. Rosa; elles montrent, comme nous le verrons, que cette hypothèse est contredite par les faits expérimentaux.
- La méthode employée par l’auteur consiste à mesurer la force attractive qui s’exerce entre deux électrodes portées à des potentiels différents et plongées dans le liquide à étudier. Celui-ci est placé dans un cristallisoir d (fig. 1). L’une des électrodes est formée d’une plaque de platine p fixée verticalement à l’extrémité d’une tige glissant à frottement dans le couvercle d'ébonitee qui ferme le cristallisoir; elle peut être déplacée parallèlement à elle-même au moyen de deux vis agissant sur le couvercle; ces déplacements sont mesurés au moyen de l’échelle s. L’autre électrode n
- t1) Phil. Mag., 5° série, t. XXXI, p. 188-207; mars 1891,
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- est fixée à l’extrémité d’un levier horizontal, relié par une lige verticale à un miroir c\ ce miroir est
- Fig. i et 2.
- suspendu à un fil de torsion en argent de très petit diamètre (0,009 cm.); pour que le mouvement
- de cette électrode soit en même temps très rapide et presque apériodique, elle est ordinairement formée de cinq lames étroites de platine disposées les unes au-dessus des autres et laissant entre elles un petit intervalle. Les torsions du fil sont évaluées au moyen de la vis a et du miroir c qui renvoie dans une lunette les rayons lumineux émanés d’une échelle placée à trois mètres de distance.
- La figure 2 montre la disposition des divers appareils. Le courant d’une puissante batterie traverse une boîte de résistance ; deux bornes de cette boîte sont reliées à un voltmètre soigneusement gradué, puis à un commutateur tournant représenté dans le bas de la figure ; en déplaçant convenablement les chevilles de la boîte de résistance on peut faire varier dans de larges limites la différence de potentiel entre les bornes où sont attachés les fils du courant dérivé; cette différence de potentiel est donnée par le voltmètre.
- Le commutateur est mis en mouvement par un petit moteur électrique; il comprend deux disques d'ébonite portant l'un vingt-six segments de cuivre munis de balais de contact, l’autre deux seulement; on peut faire usage séparément de ces disques, ce qui permet d’obtenir de 100 à 100000 renversements du courant par minute, suivant la vitesse du moteur; généralement on se servait du disque à deux segments et l’on donnait au moteur une vitesse telle que le courant se trouvait renversé de 2000 à 4000 fois par minute. Une roue dentée portant 100 dents et engrenant avec l’axe du commutateur servait de compteur de tours; à chaque tour de cette roue un marteau frappait sur un timbre. Toutes les fois que le courant se trouvait interrompu par le jeu du commutateur, les électrodes se déchargeaient à travers la résistance R' d’environ 16000 ohms.
- Pour faire une expérience, l’auteur commence par mettre les deux électrodes parallèles à la distance voulue et note la division de l’échelle dont l’image se trouve alors sur le réticule de la lunette. 11 fait ensuite fonctionner le commutateur : les électrodes s’attirent. Au moyen d’une longue tige dont une extrémité fait mouvoir la vis de torsion a et dont l'autre extrémité est près de la lunette, il amène la division de l’échelle observée précédemment à coïncider de nouveau avec le fil du réticule. 11 interrompt alors le courant; l’électrode mobile, n’étant plus attirée par l’électrode fixe, obéit à la force de torsion et s’écarte de cette dernière; un certain nombre de divisions de l’échelle
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- passent devant le réticule de la lunette et, à cause de la petitesse de l’angle de rotation du miroir, ce nombre peut être considéré comme proportionnel à la force attractive s’exerçant entre les électrodes.
- En opérant comme il vient d’être dit,M. Rosa a étudié l’elïet qu’exercent sur la force attractive des électrodes des variations des quantités suivantes :
- i° Différence de potentiel entre les électrodes;
- 2° Distance entre les électrodes;
- 3° Nombre des renversements du courant par minute;
- 4° Conductibilité du liquide;
- 5° Température.
- i0 Variations de la différence de potentiel. — Les expériences exécutées sur l’essence de térébenthine, l’eau et l’alcool montrent que le quotient du carré de la différence de potentiel des électrodes par la déviation de l’électrode mobile est un nombre constant; en d’autres termes la force attractive des électrodes est proportionnelle au carré de la différence de potentiel.
- 2° Variations de la distance des électrodes. — En faisant varier de 0,25 cm. à 3 centimètres la distance des électrodes chargées avec une différence de potentiel de 50 volts et plongées dans 1 essence de térébenthine, l’auteur a observé des déplacements de l’.image de l’échelle compris entre 6,22 cm. et 0,27 cm. Avec l’alcool et pour une différence de potentiel de 40 volts, les déplacements de l’image ont varié de 19,3 cm. à 1,76 cm. pour une variation de la distance des électrodes de 0,5 cm. à 3 centimètres.
- Si on. porte en abscisses les distances des électrodes' et en ordonnées les déviations correspondantes de l’électrode mobile, on obtient, pour ces deux liquides, deux hyperboles équilatères; en diminuant dans le rapport de 8 à 1 les ordonnées de la courbe relative à l’alcool, on obtient une nouvelle courbe coïncidant exactement avec celle de l’essence de térébenthine. Le coefficient de variation de la force attractive avec la distance est donc le même pour l’alcool et l’essence de térébenthine ; l’auteur ajoute qu’il est probablement le même pour les autres électrolytes et diélectriques.
- 30 Variations du nombre de renversements du cou-
- rant. — Ces variations n’ont qu’une influence fort petite et souvent même inappréciable. L’eau distillée parfaitement pure donne pour de grandes vitesses du commutateur une attraction extrêmement peu supérieure à celle qu’on obtient avec les vitesses les plus faibles; avec l’eau moins pure la différence devient plus sensible et atteint 2 ou 3 0/0.
- Des nombreuses expériences que l’auteur a faites pour reconnaître la cause de ces faibles variations il semble résulter qu’elles sont dues à la polarisation des électrodes, qui se produit surtout quand les inversions du courant par seconde sont peu nombreuses.
- 40 Variations de conductibilité. — Ces variations ont également une influence très petite sur la valeur de la force attractive entre les électrodes. Ainsi les diverses sortes d’eau ordinaire donnent à pe.u près la même valeur pour la force attractive, bien qu’elles présentent des conductibilités notablement différentes; la valeur de la force attractive de deux électrodes plongées dans l’eau pure diminue d’environ 15 0/0 quand on ajoute à l’eau une goutte d’une dissolution étendue de sulfate de cuivre, addition qui a cependant pour effet de rendre la conductibilité à peu près 100 fois plus grande.
- De cette dernière expérience il résulterait que, contrairement à l’hypothèse que nous avons énoncée en commençant, le pouvoir inducteur peut diminuer quand la conductibilité croît. D’ailleurs la faible diminution de la force attractive observée peut s’expliquer beaucoup mieux par un effet de la polarisation des électrodes, qui croît en même temps que la conductibilité, que par une variation du pouvoir inducteur du liquide.
- La polarisation des électrodes agit de plusieurs manières; en premier lieu, la force contre-electro-motrice de polarisation diminue la chute de potentiel entre les électrodes, et par suite la force attractive, qui varie comme le carré de cette différence; en second lieu, elle accroît la résistance des électrodes et, par conséquent, la résistance totale du circuit et produit ainsi une nouvelle diminution de la chute de potentiel; en outre, cet accroissement de résistance se produisant aux électrodes et non aux autres endroits du liquide, une plus grande portion du courant traverse la masse de l’électrolyte sans aller directement d’une électrode j à l’autre, de sorte que la chute de potentiel entre
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ces électrodes éprouve une diminution beaucoup plus grande que celle qui serait uniquement due à un accroissement de la résistance totale.
- Des expériences directes montrent d’ailleurs l’influence considérable d’une augmentation de résistance entre les électrodes. Ainsi, si on interpose entre deux électrodes plongées dans l’eau une lame mince de mica m (fig. 3), l’attraction, primitivement équivalente à un déplacement de 15 centimètres de l’échelle dans le champ de la lunette, n’est plus exprimée que par des déplacements de l’échelle de -f- 0,84 cm. ou — 0,68 cm., suivant la position de la lame de mica par rapport à l’électrode mobile; le dernier nombre, qui correspond à une faible répulsion des électrodes, est obtenu quand la lame de mica est très rapprochée de l’électrode mobile et s’explique par la courbure en arrière que doivent prendre les lignes de force
- A an et Alcool
- partant de cette dernière électrode pour arriver à l’autre, en contournant la lame isolante.
- Dans une seconde série d’expériences, toujours destinée à étudier le rôle des isolants, l’électrode fixe est isolée du circuit. Au commencement de chaque renversement du courant, l’électrode mobile présente un excès de potentiel V sur l’électrode isolée et, par suite, est alors soumise à une
- force par unité de charge. Mais, à cause de la
- conductibilité du milieu, les deux électrodes ne tardent pas à prendre le même potentiel et leur attraction devient nulle jusqu’au renversement suivant du courant; la force observée augmentera donc avec le nombre de renversements. En renversant le courant 78000 fois environ par minute et en prenant deux paires d’électrodes disposées comme l’indique la figure 4, de manière à accroî-
- Te're h en thine
- Alan et Alcool'
- tre la rotation du miroir, M. Rosa a constaté une faible attraction proportionnelle à la vitesse de rotation du commutateur ; ce résultat confirme le raisonnement précédent.
- En chargeant les électrodes à l’aide des courants induits d’une bobine de Ruhmkorff dont le circuit primaire était parcouru par un courant alternatif, le renversement des charges des électrodes se produisait plus rapidement que dans le cas précédent et, comme le fait, prévoir le raisonnement ci-dessus, l’attraction était beaucoup plus sensible.
- Dans une troisième série d’expériences, l’électrode mobile est plongée dans l’essence de térébenthine et on prend pour électrode fixe une des feuilles de platine T et T’ (fig. 5) respectivement collées à l’intérieur et à l’extérieur du verre du cristallisoir. Ces électrodes étant sensiblement à la même distance de l’aiguille mobile, les différences dans les attractions observées, suivant qu’on emploie l'une ou l’autre, sont dues à l’influence de la présence ou de l’absence d’une couche de verre
- entre l’électrode mobile et l’électrode fixe. Lorsqu’on prend l’électrode extérieure T', l’attraction diminue avec le nombre des renversements et devient nulle quand le courant n’est plus renversé, tandis que l’attraction varie à peine avec le nombre des renversements lorsqu’on prend l’électrode intérieure T. Ce résultat montre que l’essence de térébenthine prend un potentiel uniforme par conduction quand le courant varie lentement, et qu’alors la chute de potentiel se produit entièrement dans le verre.
- 5° Variations de la température. — Dans cette série d’expériences, l’électrolyte est portée à des températures comprises entre 30 et 330, en plongeant le vase qui le contient dans un second vase où l’on met de l’eau chaude ou de l’eau refroidie avec de la glace.
- Les résultats obtenus pour l’alcool et l’eau sont représentés par les figures 6 et 7; les nombres inscrits en ordonnées indiquent les températures, et ceux qui sont en abscisses les divisions de
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- l’échelle; quant aux nombres placés dans les tableaux, ils indiquent l’ordre dans lequel ont été faites les expériences à diverses températures. Ces résultats peuvent être reliés par une droite pour l’alcool et par deux droites pour l’eau. On voit que l’attraction des électrodes diminue quand la température s’élève. Or on sait que la conductibilité électrique de l’eau et l’alcool augmente quand la température croît. D’ailleurs les coefficients de variation de ces deux quantités avec la température n’ont pas les mêmes valeurs absolues; ainsi, d’après les expériences précédentes l’attraction diminue de io o/o quand la température de l’alcool passe de 30 à 26°, tandis que d’après les expériences de M. Foussereau l’augmentation de conductibilité est de 30 0/0 pour la même variation de température.
- Si deux électrodes plongées dans un électrolyte se comportent comme dans un isolant parfait, comme semblent l’indiquer les expériences précédentes, le rapport des pouvoirs inducteurs de deux liquides, électrolytiques ou non, s’obtiendra en prenant le rapport des attractions qui s’exercent entre deux électrodes plongées successivement dans ces liquides, la distance et la différence de potentiel des électrodes étant les mêmes dans les deux cas.
- En opérant ainsi, M. Rosa a mesuré les pouvoirs inducteurs de divers liquides par rapport à un pétrole très raffiné (marque Diamond White). Ensuite, en mesurant les attractions des électrodes plongées dans ce liquide, puis dans l’air, il a pu obtenir les valeurs absolues des pouvoirs inducteurs, celui de l’air étant pris pour unité; ces valeurs sont indiquées dans le tableau suivant :
- Eau à 25"................................ 75,7
- Alcool à 25“............................. 25,7
- Huile Je baleine à 20”....................... 3,09
- Benzine à 21"................................ 2,43
- Essence de térébentine commerciale à i8",6.. 2,43
- Pétrole Neutral 221”......................... 2,26
- Pétrole Diamond IVhiic à 24“................. 2,11
- De 1’ ensemble des expériences décrites plus haut il semble bien résulter que les liquides électrolytiques, comme l’eau et l’alcool, se comportent comme de véritables diélectriques et que les petites divergences observées sont dues à à une polarisation plus ou moins grande des électrodes et non à une influence directe de la conductibilité du liquide. Toutefois il n’est pas inu-
- tile de montrer, comme le fait l’auteur, que c’est bien là la conclusion à laquelle conduit la discussion mathématique des résultats obtenus.
- Admettons pour un instant que l’attraction observée soit due en grande partie à la conductibilité du liquide, et, par conséquent, à l’intensité f du courant qui passe d’une électrode à l’autre; nous pouvons écrire pour l'expression de la force attractive:
- F = A K V2 + a i,
- A étant un coefficient dépendant de la forme géométrique du condensateur dont les électrodes sont les armatures, K le pouvoir inducteur spécifique vrai du liquide, V la différence de potentiel de ces électrodes et a un coefficient indéterminé mais grand relativement à K.
- D’après la loi de Ohm, qui s’applique aux électrolytes, i est proportionnel à V ; par suite
- F = A K V2 + B v, ou
- Mais on a vu que les expériences ont donné pour le rapport de F à V3 un nombre constant pour un même liquide ; par conséquent (3 doit être nul ou proportionnel à V. Acceptons provisoirement cette dernière hypothèse ; nous aurons
- F = A K V2 + b V2, ou
- . v2
- F = AKV2 + a
- R étant la résistance de la couche entre les électrodes et a un coefficient ne dépendant pas de V. Si nous appelons Q la capacité du condensateur formé par les électrodes, supposées séparées par un milieu diélectrique de pouvoir inducteur K, nous avons
- D’autre part nous avons pour l’inverse de la résistance de la couche du liquide qui sépare les électrodes
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- où c est la conductibilité spécifique du liquide. Donc
- £* = (4** *) = (4 « c C)2,
- C désignant la capacité du condensateur à lame d’air formé par les électrodes. Par conséquent la valeur de F peut s’écrire
- F = AKV2 + a (411 c C V)s.
- Si nous supposons les électrodes assez larges et assez rapprochées pour qu’on puisse négliger
- Fig. 6
- l’action perturbatrice des bords sur la distribution
- 21tC2
- électrique, la valeur de A est —g—, S étant l’aire des électrodes ; par suite
- F = ^ Cs V* |; K + a b c* j ,
- où b — 87c S. Or les expériences ont montré que si on fait varier C en modifiant la distance des F
- électrodes, le quotient —3 reste constant ; donc a Cr
- ne doit pas dépendre de C.
- Nous avons vu que l’addition d'une goutte d’une dissolution de sulfate de cuivre à l’eau dans laquelle sont plongées les électrodes rend la con-
- ductibilité spécifique c de l’eau environ 100 fois plus grande sans modifier sensiblement la valeur de F; par suite il faut que cube2 soit une constante, c’est-à-dire que a soit inversement proportionnel au carré de la conductibilité. Mais d’autre part nous avons vu qu’en faisant varier la température de l’alcool de 30 à 26°, l’attraction diminue de io 0/0, tandis que la conductibilité augmente de 30 0/0 ; par conséquent a n’est pas inversement proportionnel à ca, mais décroît plus vite que c2 ne croît. Ces deux résultats contradictoires montrent que nous devons rejeter l’hypothèse de
- JHau
- Fig. 7
- la proportionnalité de B à V et admettre que B est nul. Alors on a simplement
- F = A K V2,
- et les pouvoirs inducteurs trouvés par M. Rosa sont bien les pouvoirs inducteurs vrais.
- Mais, comme nous l’avons dit, ces valeurs sont loindesatisfaireàla relation de Maxwell. Comment expliquer cette divergence ?
- L’auteur adopte l’hypothèse que plusieurs au teurs ont proposée pour expliquer la divergence analogue, quoique beaucoup plus petite, que présente le verre. L’hypothèse consiste à admettre que ce corps se comporte par rapport aux ac-
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- JOURNAL UNIVEküEL D’ÉLECTRICITÉ
- 241
- tions électriques de la même manière que la résine par rapport aux actions mécaniques : celle-ci présente les mêmes propriétés que les corps élastiques quand les forces agissant sur elles varient périodiquement avec une période très petite, tandis qu’elle jouit des propriétés des corps semi-visqueux pour les forces constantes ou variant lentement.
- De même le verre se comporterait comme un diélectrique parfait pour les perturbations électriques dont la période est celle des vibrations lumineuses et son pouvoir inducteur, dans ces conditions, satisferait à la relation de Maxwell, tandis qu’il agirait comme un semi-conducteur sur les perturbations lentes.
- Cette manière de voir se trouve assez bien confirmée par les expériences de J.-J. Thomson, qui montrent que le pouvoir inducteur se rapproche d’autant plus de la valeur théorique que les perturbations sont plus rapides, et qu’il satisfait presque à la relation de Maxwell quand la période de ces perturbations est 4 X 10—8 seconde. Rien n’empêche d’admettre que cette même explication puisse être appliquée aux liquides électrolytiques.
- Dans une note additionnelle écrite pendant l'impression de son mémoire, l’auteur indique quelques expériences qui confirment l’existence d’un pouvoir inducteur très considérable pour l’eau et l’alcool. Ainsi une tige de verre soumise à un champ électrique se dirige vers les points où le champ présente un maximum d’intensité quand elle est plongée dans un gaz ou un liquide dont le pouvoir inducteur est faible, comme l’essence de térébenthine, le pétrole, tandis qu’elle se dirige vers les points où le champ est minimum quand le milieu est l’alcool ou l’eau. De plus une aiguille conductrice se dirige toujours vers les maxima d’intensité du champ quel que soit le milieu.dans lequel elle est plongée, mais la force directrice est plus grande dans le cas de l’air que dans celui de l’eau.
- Si on rapproche ces phénomènes de ceux que présentent un corps magnétique plongé dans des milieux de perméabilités magnétiques diverses, on voit, sans qu’il soit nécessaire d’insister, que les pouvoirs inducteurs spécifiques de l’alcool et l’eau doivent être beaucoup plus grands que celui de l’air.
- J. B.
- Rotation électromagnétique du plan de polarisation dans les liquides, en particulier dans les solutions salines, par M. Hans Jahn (<).
- L’auteur s’est servi d’un polarimètre à pénombre de Laurent, dont le système optique, pour éviter tout déplacement, était fixé dans un bloc de marbre.
- Le cercle permettait de lire les minutes. Entre les deux niçois de l’appareil se trouvait une bobine de cuivre étiré, de 6360 tours, dont la résistance était de 23 unités Siemens. Le tube contenant les liquides avait 80 cm. de long; les mesures se faisaient avec la flamme du sodium obtenue à l’aide du bromure, qui donne beaucoup plus d’intensité à la lumière.
- L’intensité du courant qui traversait la bobine était déterminée au moyen du voltmètre à argent; on admettait pour l’équivalent électrochimique de ce métal le nombre de Kohlrausch. On éliminait les légères variations du zéro de l’appareil de polarisation en renversant le sens du courant. On prenait une moyenne des nombres obtenus à droite et à gauche; il était nécessaire de le faire, à cause des petites oscillations que subissait le courant pendant les quinze ou vingt minutes qu’il restait fermé. La rotation produite par le tube était trop faible pour pouvoir être mesurée. Le courant était fourni par douze éléments Bunsen.
- L’expérience a vérifié complètement la loi de proportionnalité de la rotation du plan de polarisation à l’intensité du courant. Dans le tableau suivant, que nous donnons à titre d'exemple, 1 désigne l’intensité en ampères D, la rotation observée en
- minutes, w le quotient d est la densité du liquide rapportée à celle de l’eau, prise à 200, température des expériences, S la rotation spécifique rapportée à celle de l'eau prise pour unité, c’est-à-dire le quotient
- W ^ Wi W
- d ’ d i «>, d '
- Les lettres marquées de l’indice 1 se rapportent
- à l’eau . Le corps est l’alcool méthylique. D
- 1 D W = j d s
- 0,7205 51,00 70,78
- 0,7633 53,49 7°,5‘
- 0,7310 52,°5 71,15
- Moyenne 70,81 0,79353 0,892?
- Ù) IViedemann’s Annal en, juin 1891.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Une question intéressante est de savoir à quelle approximation la rotation spécifique d’une substance dissoute peut se déduire de la rotation de la dissolution. 11 existe sur ce sujet de nombreuses recherches qui tendent à prouver que la rotation d’une dissolution est proportionnelle à la quantité de substance dissoute par unité de volume; mais outre qu’on a constaté souvent des faits s’écartant notablement de cette loi, il reste encore à chercher si la rotation spécifique ainsi calculée est indépendante de la nature des disso lutions.
- Pour trancher la question, après avoir déterminé la rotation spécifique des substances suivan-, tes: eau, alcool méthylique, alcool éthytique, acétone, benzine, toluène, xylène, on a fait des mélanges de ces divers liquides en proportions mesurées et on a calculé les rotations spécifiques en admettant la loi rappelée précédemment. On a trouvé pour l’acétone
- Dissoute dans l’eau .............. 1,0183
- — l'alcool..-.......... 1,1208
- — la benzine........... 0,9892
- Moyenne.............. 1,0428
- La rotation spécifique de l’acétone pure était 1,0663.
- De même, on trouve pour la moyenne des rotations spécifiques de la benzine dissoute dans l’alcool ordinaire et dans l’alcool méthylique, 2,4942.
- Pour la rotation de la substance pure l’expérience avait fourni le nombre 2,5445.
- Si on remarque qu’on ne pouvait lire que la minute et qu’on commet nécessairement une erreur dane la mesure du courant et de la densité, la concordance des valeurs calculées et observées paraîtra suffisante pour qu’on puisse admettre qu’elles sont égales en réalité.
- Cette question résolue, on a mesuré la rotation d’une série de solutions salines, et on a calculé la rotation spécifique des sels en s’appuyant sur la loi ainsi démontrée. On a étudié ainsi 28 sels différents pris sous des concentrations variables; de cet ensemble de mesures résulte de nouveau la proportionnalité de la rotation à la quantité de substance dissoute dans l’unité de volume. Voici, par exemple, les nombres
- obtenus pour le chlorure de cadmium; la première ligne indique la quantité de sel contenue dans l’unité de volume du dissolvant, la seconde la rotation spécifique rapportée à celle de l’eau.
- 0,37^47 0,50066 0,29555 0,19542
- 1,1862 10494 1,1146 1,1637 Moyenne: 1,1535
- En multipliant les nombres obtenus pour chaque sel par leur poids moléculaire rapporté à celui de l’eau, on constate que les différents sels dé même radical électro-négatif possèdent des rotations très voisines; par exemple, on obtient pour les bromures:
- Na Br K Br - Ca Br2 - St Br2 - Ba Br2 i Cd Br2 2 2 2 2
- 9,19 9,26 8,803 9,082 9,27 9,85
- M. Raoult a montré que plusieurs sels dissous dans l’alcool abaissaient d’une quantité normale la tension de vapeur et que, par suite, ils n’étaient pas dissociés dans ce liquide comme dans l’eau. L’auteur a cherché si la rotation spécifique de ce s sels avait des valeurs différentes dans les deux dissolvants; sa conclusion est négative : l’état de dissociation ne semble pas influer sur la rotation spécifique.
- La théorie des tourbillons moléculaires et la théorie électromagnétique de la lumière condui* sent pour la loi de dispersion rotatoire magnétique à la formule
- 4 TT 11°
- ’ “v"xr
- d n\
- TÏJ’
- dans laquelle V est la vitesse de propagation de la lumière, X la longueur d’onde dans le vide, n l’indice de réfraction de la substance pour la longueur d’onde X.
- Des mesures d’indices faites sur une série de li quides organiques ont montré que la formule de Cauchy à deux termes
- « = A + ^
- représente parfaitement leur loi de dispersion ; on a alors
- 4 TC2
- V
- «2
- ÿJ
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÊLECTRICITE
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- et
- w
- L’auteur a déterminé la valeur de m' qu’il a comparée au coefficient de magnétisme spécifique, sans que cette comparaison ressortît de loi bien nette.
- Les valeurs de m pour les sels oscillent au voisinage de 1 .mais la généralité de la loi sur laquelle on s’appuie pour déterminer cecoefficient n’est pas assez certaine pour que la discussion de ces valeurs présente de l’intérêt.
- C. R.
- VARIÉTÉS
- L’EXPOSITION DE CHICAGO
- Nous mettons sous les yeux de nos lecteurs un plan complet et définitif de l’exposition de Chicago, et nous avons le plaisir d’ajouter que l’exécution en a été commencée avec une activité facile à concevoir. En effet, il a été décidé que l’inauguration des édifices aura lieu au mois d'octobre 1892, avec une grande solennité, par le président des États-Unis.
- Le plan (fig. 1) étant à l’échelle, et des indications suffisantes étant inscrites à la place qu’occupent les différents monuments, il n’est point nécessaire d’entrer dans de plus amples explications.
- Nous ferons seulement remarquer que les expositions étrangères sont toutes groupées dans la partie nord, et qu’elles sont entièrement séparées des nationales par les innombrables méandres et les îles formés par la rivière occupant le centre de Jackson-Park. 11 est vrai que les inconvénients de cette disposition seront combattus par la création d’un chemin de fer circulaire électrique ayant près de 4 kilomètres de développement qui pénétrera toutes les parties de l’exposition et marchera très rapidement.
- On lui donnera une vitesse telle qu’il fera le
- tour de l’exposition en un quart d’heure, y compris les temps d’arrêt. Chaque train portera 115 voyageurs : 25 sur la locomotive et 45 dans chacun des wagons qu’elle traînera. 11 aura deux dynamos de 15 chevaux auxquelles le courant viendra par fils suspendus.
- Les îles occupant le centre du petit lac resteront boisées et on leur donneia autant que possible un caractère agreste.
- La surface du parc est estimée à 10000 acres, c’est-à-dire à 4000 hectares. Elle dépasse par con-
- Fig. 1. — Plan de "Exposition de Chicago.
- séquent celle de l’Exposition du Champ-de-Mars, en y comprenant les annexes et le Trocadéro.
- La superficie accordée au palais de l’électricité a soulevé de violentes réclamations, qui ont produit quelque effet, car il a été décidé que les moteurs seraient placés dans l’annexe des machines. Sa surface est loin d’atteindre celle du palais des Champs-Elysées, que l’exposition d’électricité avait rempli à Paris, il y a une dizaine d’années, mais elle sera certainement suffisante, grâce à la sage résolution qui a été prise et à laquelle il paraît que M. Edison n’a point été étranger.
- D’après les chiffres qui avaient été publiés par le Western Electrician, il devait y avoir deux salles de machines ; dans l’une on devait produire 6000 chevaux et dans l’autre 4000; ces 10000 che-
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- vaux devaient être absorbés presque entièrement pour mettre en mouvement les machines de toute l'exposition, auxquelleson ne fournira pas la vapeur comme à Paris, mais la force électrique. En effet, le comité estime que la force nécessaire pour animer tout cet ensemble ne doit pas dépasser 9 ooo chevaux.
- Il faudra en outre produire l’électricité pour l’éclairage du parc et des galeries. Electricity a fait à ce sujet des calculs qui démontrent que la force électrique absorbée par ce service sera de 10200 chevaux.
- 11 faudra encore pourvoir à l’éclairage électrique
- de la galerie des beaux-arts qui occupera le haut du lac et la force motrice consommée par le chemin électrique. 11 n’est donc pas possible de faire un devis de la force motrice nécessaire, surtout si l’Angleterre et la France se font largement représenter, et si l’on prend la resolution d’ouvrir le soir non seulement les jardins, maïs encore les galeries.
- Nous nous contenterons de donner quelques détails sur la construction dujpalais de l'électricité, qui nous intéresse d’une façon toute particulière.
- La construction de cet édifice, pour lequel on accorde un crédit de 1 750000 francs, a été con-
- Fig. 2. — Façade du Palais de l’électricité.
- fiée à MM. Brunt, de Boston, et Howes, de Kansas City, qui ont produit des plans très remarquables, comme on en peut juger par le dessin de la façade principale (fig. 2).
- Le monument est orienté exactement suivant la direction du méridien astronomique, et la face que nous représentons regarde le sud. Cet édifice occupera un des côtés du grand square sur lequel on a groupé les entrées monumentales de plusieurs édifices dont l'architecture a été combinée de telle sorte que 1 on ait sous les yeux un spécimen de tous les styles.
- Cependant, les traits principaux ont été arrangés de manière qu’il se dégage un effet d’ensemble ressortant précisément de cette variété.
- Les deux architectes du palais de l’électricité ont eu l’heureuse idée de disposer le fronton de telle
- manière que tout conspire à rendre hommage à Benjamin Franklin.
- La statue de cet homme célèbre, dont le nom sera éternellement cher aux amis de l’électricité aussi bien qu’à ceux de la liberté, occupera en effet le point central de l’entrée d’honneur, et tout sera groupé autour de cette statue.
- Le piédestal s’élèvera majestueusement au centre d’un hémicycle de 25 mètres de diamètre. Tout autour seront exposées des colonnes d’ordre corinthien soutenant un demi-dôme décoré de moulures et de sculptures. Sur la frise on lira le vers sublime inspiré à Turgot par le héros auquel on devra rendre hommage pour pénétrer dans le temple de l’électricité : Eripuit cœlo ftilmen scep-trumque tyrannis.
- On entrera dans cette espèce de temple à l’an-
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- tique par une immense ouverture couronnée d’une gigantesque arcade semi-circulaire souté-nue de chaque côté par deux colonnes pleines d’ordre corinthien. Ces colonnes seront identiques à celles qui décoreront toute l'étendue de la façade. laquelle sera flanquée à l’est et à l’ouest de deux grandes tours symétriques ayant chacune 55 mètres d'élévation.
- On arrivera ensuite dans la grande galerie qui régnera d’un bout à l’autre de l’édifice. Cette nef, coupée en son milieu par un transept de construction identique, aura 35 mètres de hauteur et environ la même largeur. Elle sera couverte d’un toit à une seule pente dont le tiers inférieur sera en verre et qui surmontera les grandes baies verticales également garnies de verre pratiquées dans la muraille et destinées à l’éclairage des bas côtés.
- Le reste de l’édifice aura un toit à l’italienne et sera éclairé par des jours horizontaux ainsi que par des baies latérales.
- La façade nord donnant sur le petit lac intérieur sera également décorée par deux tours d’angle, identiques aux tours de la façade sud. 11 s’y trouvera une grande fenêtre circulaire, au-dessus de laquelle régnera une galerie à 30 mètres du sol, et dans laquelle on accédera par un ascenseur électrique. De là on aura une vue magnifique et l’on dominera toute l’exposition.
- La place du plancher du premier étage est marquée, entre les grandes colonnes corinthiennes, par l’entablement des petites colonnes de l’ordre ionique que l’on voit au-dessous des fenêtres de cet étage. Le second reçoit principalement son jour par les vitrages du toit.
- Les frises de l’ordre ionique porteront le nom des principaux inventeurs dont les travaux ont conduit l’électricité au développement dont nous sommes si fiers aujourd’hui.
- Ce qu’il y a d’important à noter, c'est que les architectes ont eu surtout pour but de disposer l’édifice de manière à ce que l’éclairage électrique puisse y recevoir un développement qu’on n’a jamais pu réaliser dans aucune exposition. Les portiques, les tours ont été combinés dans ce but. Les mâts serviront pendant la journée à faire flotter des pavillons, et pendant la nuit à supporter des lampes électriques. Le dôme de Franklin sera éclairé d’une façon particulièrement splendide, mais on ne sait encore si ce sera à l’aide d’un soleil unique ou d’une série de lampes électriques.
- La surface couverte par les constructions sera de deux hectares environ, mais celle qui sera mise à la disposition des exposants aura une superficie notablement plus grande, puisque deux étages seront occupés. D’un autre côté, l’administration a pris d’avance ses mesures pour qu’une annexe de 16 mètres de largeur puisse être établie sur toute la longueur du côté ouest, c’est-à-dire sur une longueur de plus de 200 mètres, si le besoin en est reconnu. On placera naturellement dans cette annexe toutes les machines et tous les objets encombrants.
- Comme nous l’avons annoncé dans une précédente chronique,une commission de propagande est arrivée en Europe. Ses membres se sont mis en rapport avec les différents personnages désignés par les gouvernements pour préparer la coopération de leurs nationaux.
- 11 est incontestable que les électriciens sont moins durement touchés que les autres industriels par le bill Mac Kinley. L’intérêt scientifique suffirait du reste, à défaut de l’intérêt matériel, pour les attirer à une exposition où l’électricité joue un rôle prédominant, où elle sera mêlée sous toutes les formes aux autres industries.
- Cependant ces puissantes considérations ne les empêcheront certainement pas de joindre leur voix à celles des amis des Etats-Unis qui voudraient voir modifier au plus vite une loi si inopportune et si facilement exploitée par les sectes ennemies du progrès.
- W. de Fonvielle.
- BIBLIOGRAPHIE
- Manuel pratique de l’installation de la lumière électrique, par J.-A. Anney. — B. Tignol, Paris.
- Ce deuxième volume traite la question des stations centrales, une bien grosse question autour de laquelle de sérieuses données statistiques ne sont pas vendes encore se grouper. On possède là-dessus divers renseignements, les uns assez précis, d’autres laissés dans un vague souhaité. Aussi l’auteur s’est vu contraint de restreindre les développements de son sujet aux applications exécutées à Paris. Les documents qu'il livre à la publicité sous une forme condensée empruntent
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- au fait d’avoir pu suivre les installations sur place un réel caractère d’authenticité.
- Le volume débute par quelques considérations d’ordre général sur les usines d’électricité.
- Pour ce motif qu’il y a trop peu de temps encore que ce genre d’industrie a pris naissance, il est prudent de se garder, dans un travail de compilation, des assertions par trop gratuites que l’on rencontre dans les ouvrages et les revues d’électricité. Toutes ces affirmations ont besoin d’un complément direct qu'elles ne trouvent que dans la sanction de l’expérience, facteur de longue durée.
- Un livre sur les stations centrales aura nécessairement à envisager tout d’abord les différents systèmes de distribution de l'énergie électrique. Ainsi procède celui que nous examinons, en commençant par les distributions à basse et moyenne tension. Plusieurs méthodes sont employées : la dérivation, soit simple, soit avec fils conducteurs disposés en boucle ou en ceinture. Cet arrangement a un champ d’action forcément limité lorsqu'on s’impose une perte de tension déterminée associée à la règle économique de Thomson. Pour étendre alors le rayon de distribution, on établit un réseau de câbles reliés à l’usine par des conduites d’alimentation dites feeders. Des tableaux de distribution sont l’intermédiaire entre les faisceaux de feeders et les dynamos. Des planches tirées en couleur et encartées dans le texte indiquent les combinaisons possibles de groupage.
- A la distribution en dérivation simple s’est substitué le système à trois fils, qui permet d’accroître encore le rayon de distribution. Nous avons été un des premiers à développer tous ces dispositifs dans de nombreux articles essaimés dans les divers tomes de ce recueil.
- L’auteur les a réunis dans son Manuel en un tableau d’ensemble accompagné de planches et de figures suggestives. Nous y renvoyons le lecteur pour se guider dans ses recherches.
- Après la distribution à trois fils on passe au système à quatre et cinq fils, avec indication des artifices employés pour le réglage et le maintien de la tension dans le réseau.
- Dans le chapitre II, on lira les renseignements relatifs aux distributions à haute tension, obtenues soit par les moyens directs, soit par les systèmes indirects, à l’aide des accumulateurs ou des transformateurs à courant continu et des transformateurs à courants alternatifs. A propos des trans-
- formateurs, pourquoi laisser dans l'ombre le nom de Gaulard ? Il est avéré cependant qu'il a été l’introducteur de ces précieux appareils dans l’industrie de l’éclairage.
- En cet endroit nous adresserons un reproche à l’auteur : les planches en polychromie qui ornent le texte gagneraient singulièrement en mérite si elles étaient accompagnées d’explications. Le schéma et le texte se doivent mutuellement appui. Celui-ci pèche par une trop grande sobriété et nous redoutons que ces beaux dessins ne restent pour la plupart des lecteurs à l’état d’images sans signification.
- Le chapitre des compteurs ne figure que pour mémoire.
- La deuxième partie de l'ouvrage est ensuite abordée ; elle se réfère aux projets de distribution électrique, au choix du siège des usines, à l’organisation et à la division de leurs services, aux types et unités de puissance des moteurs adoptés, à la surveillance et à la comptabilité générales. La réglementation dont l’auteur énumère les traits caractéristiques n’est certes pas immuable ; elle variera suivant les circonstances de lieux et d'exploitation. A cet égard encore, on est autorisé à affirmer que les règles actuellement en vigueur sont loin d’être nettement définies. Il faut se garder d’être trop absolu.
- C’est user d’un banal cliché que de dire d’une canalisation qu’elle est la partie la plus importante de l’éclairage électrique par usines centrales. Il y a d’autres points aussi dignes d’étude dans cette branche d’industrie, où tous les éléments doivent être pondérés avec soin et concourir à l’harmonie de l’ensemble.
- Au cours du chapitre de l’établissement d’un réseau sont passés en revue tous les modes de canalisation souterraine employés à Paris par les sociétés concessionnaires de secteurs. 11 y a aussi quelques mots concernant la mesure d’isolement des conducteurs et les méthodes de localisation des défauts qui s’y produisent. On termine enfin par l’examen des conditions d'installation chez les abonnés.
- Si le lecteur a suivi nos évolutions rapides à travers les pages de ce volume, il aura reconnu que ce recueil lui servira éventuellement de source d’informations utiles.
- E. Dieudonné.
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- FAITS DIVERS
- Le 13 juillet la gare du Nord a été attristée par une rencontre de trains qui a occasionné la mort de plusieurs personnes. Si les voitures en collision n’eussent roulé dans le même sens, les suites de la catastrophe auraient été probablement épouvantables.
- Dans la soirée du 26 juillet dernier, vers 10 heures, un accident des plus graves est venu assombrir la magnifique journée dont les Parisiens avaient profité largement pour leur villégiature. Un train lancé à toute vitesse a écrasé les voitures de queue d'un train qui stationait en gare de Saint-Mandé digne de Vincennes), retenu par un incident de minime importance.
- Cette catastrophe, dont l’importance surpasse les accidents les plus terribles arrivés depuis longtemps et qui a coûté la vie à cinqunntepersonnes, est un nouvel exemple de la nécessité d’employer l’électricité à couvrir automatiquement les trains lorsqu’ils stationnent, et même lorsqu’ils sont en route.
- Ces sinistres arrivant malgré le soin avec lequel les signaux sont organisés à l’aide de l’électricité et de moyens mécaniques, suggèrent inévitablement deforttristes réflexions sur la difficulté d’obtenir une sécurité absolue lorsque les lignes sont encombrées. En même temps il montre combien il est indispensable d’organiser mieux qu’on ne le fait actuellement les systèmes de protection des trains.
- Nous reviendrons sur les enseignements de toute nature qui découlent d’un événement aussi lugubre.
- Les fabricants de lampes à incandescence, en Amérique, se sont syndiqués et ils ont arrêté les prix de vente et les garanties à fournir au consommateur.
- Pour de petites commandes, le prix de la lampe est fixé à 3 fr. 50; une réduction de 50 0/0 peut être faite quand il s’agit de grandes quantités.
- La garantie de durée, fixée à 100 heures quand le consommateur demande une seule lampe, s’élève à 600 heures, pour une livraison importante.
- Voici quelques renseignements sur le tramway électrique de Guernesey; c’est, du reste, le premier tramway à traction électrique recevant le courant d’un conducteur aérien qui soit exploité en Angleterre.
- La ligne, à voie unique, a 4,430 mètres de développement et comprend un tronçon de 2,180 mètres dans la ville et un autre de 2,250 mètres dans la campagne. Les courbes représentent une longueur de 600 mètres; les rampes ne dépassent pas 2,50 0/0, et la pente la plus rapide a 180 mètres de longueur. Une courbe de 25 mètres de rayon sur une rampe de 2 0/0 se trouve à 2300 mètres de la ville.
- Les fils, placés sur des poteaux de fer, sont à une hauteur au-dessus du sol comprise entre 6 et 8 mètres.
- ) Le trafic est.assuré par deux cars à quatre roues montés sur boggies, l’un pouvant contenir 68 voyageurs et pesant 5 tonnes, et l’autre construit pour 42 voyageurs et pesant 6,25 tonnes; l’intérieur est éclairé par des lampes à incandescence.
- La station génératrice du courant est située à peu près au milieu de la ligne et comprend une machine à vapeur de 25 chevaux, commandant une dynamo de 100 ampères et 500 volts.
- On annonce la mort de M. Willoughby Smith, un des membres de cette phalange intelligente qui s’attacha à l’électricité à une époque où les savants officiels affectaient de la dédaigner. M. Smith était un des électriciens faisant partie de l’expédition du Great Eastern en 1865 et 1866. Le défunt était né en 1828, à Yarmouth. Il entra au service de la compagnie de Gutta Percha en 1848. Il était membre de la société des Ingénieurs électriciens, et il a publié dans les Transactions de cette société un grand nombre de mémoires estimés.
- Beaucoup de journaux spéciaux d’Amérique et d’Angleterre ont fait remarquer à leurs lecteurs que les feuilles publiques du Royaume-Uni ont publié in extenso les paroles très banales prononcées par le prince de Galles lors du centenaire de Faraday. Mais le discours très étudié et fort remarquable de lord Rayleigh, un grand seigneur cependant, sont bien loin d’avoir eu le même honneur. On ne les a fait connaître que par des extraits d’un laconisme remarquable mais tout à fait déplacé.
- Le 23 juillet a eu lieu l’inauguration de l’Exposition du travail au Palais de l’Industrie. Les installations ne sont point encore assez avancées pour que nous puissions décrire le rôle réservé à l’électricité. Nous nous contenterons de dire que le travail du fer y sera représenté depuis son extraction de la mine jusqu’aux manipulations les plus compliquées. Certainement, la fabrication des aimants artificiels, quoique n’ayant plus aujourd’hui la même importance qu’au-trefois, mériterait d’y figurer. On devrait également se préoccuper de la préparation d’un fer le plus doux possible, dont le choix est si nécessaire pour la construction des dynamos.
- Ladville, dans le Colorado, va bientôt posséder un chemin de fer électrique d’une dizaine de kilomètres, qui offrira une particularité encore rare quoiqu’elle tende à se généraliser. La force motrice sera fournie par l’eau d’une rivière que l’on va chercher par un système de canaux et de lacs à une distance d’une douzaine de kilomètres.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La soudure électrique fait chaque jour de nouveaux progrès. Le IVestern Eiectrician nous apprend, dans son numéro du 11 juillet, que l’on a soudé de la sorte les tubes destinés à l’usine de froid de Chicago pour la circulation du liquide incongélable. C’était la première fois que l’on procédait à une opération de ce genre. Quelques chiffres permettront de s’en faire une idée.
- Les tubes à souder sont en fer et de 50 millimètres de diamètre extérieur et très épais. Les soudures doivent résister à une pression de 4 kilos par centimètre carré.. La machine à vapeur qui mène la dynamo a 55 chevaux de force.
- Le courant exécute une soudure en 15 secondes. Mais les manoeuvres sont tellement multipliées qu’on ne peut faire que 225 soudures par journée de travail.
- Les essais se font sous l’eau, de sorte que les moindres bulles de gaz arriveraient à la surface. Mais aucune ne s’est dégagée, quoique l’on ait poussé la pression intérieure jusqu’à 6. kilos pour éprouver les premières soudures.
- 11 n’est pas inopportun de rappeler aux opérateurs des lignes télégraphiques que les coups de foudre ne se produisent jamais d’une façon tout à fait imprévue dans les lignes. Les décharges sont presque toujours précédées par des phénomènes plus ou moins vifs, et plus ou moins fréquents qui peuvent servir de signal.
- • Lorsqu’on s’aperçoit qu’ils atteignent un certain degré d’intensité, il est prudent de se mettre sur terre et d’interrompre le service des dépêches. C’est ainsi que le directeur du bureau télégraphique d’Etretat a sauvé ses appareils au commencement de juillet. La tension électrique était si grande que des décharges ont eu lieu de la ligne sur le compteur à gaz et sur d’autres parties métalliques.
- Les bruits qui peuvent servir d’avertisseur sont généralement produits par de petites décharges crépitantes laissant la plupart du temps des traces matérielles sur les paratonnerres.
- Rien ne serait plus facile, comme nous l’avons indiqué à plusieurs reprises, que de déterminer l'heure exacte de ces décharges à l’aide de chronographes, mais l’administration ne paraît pas disposée à comprendre l’importance des décou* vertes météorologiques que l’on pourrait faire par un enregistrement systématique de ces décharges spontanées.
- Tant qu’on ne prendra pas quelque mesure à cet effet, l’histoire des orages restera dans l’état d’enfance. Les recherches statistiques enregistrées dans les relevés officiels no peuvent évidemment suffire à faire des découvertes bien intéressantes.
- Près .de Oak-Lake (Manitoba), un de nos compatriotes a été victime d’un coup de foudre tombé sur deux chevaux conduisant une charrue. Ce qui est curieux, mais cependant facile à comprendre, c’est que le laboureur a été épargné et en a été quitte pour la peur.
- Le 24 juillet dernier, le Conseil d’Etat, statuant au contentieux, a rejeté les diverses requêtes présentées contre l’Etat par la Société des téléphones.
- Des experts dresseront l’inventaire et feront l’estimation de tous les objets qui pourraient être considérés comme faisant partie du matériel rentrant dans les termes du cahier des charges.
- Comme les paratonnerres qui ont été frappés par la foudre perdent de leur pouvoir conducteur, il est important de savoir si un paratonnerre a fonctionné pendant un orage et s’il a été endommagé. La maison Hoyer et Glahn, de Schœ-nebeck, sur l’Elbe, a fait breveter un appareil destiné à permettre ces constatations.
- Un fil de cuivre isoi est inséré dans le conducteur. Ce fil est enroulé autour d’un noyau de fer doux qui se termine en forme de plaque au-dessous de laquelle oscille une lamelle magnétique d’acier, munie d’un axe, tournant facilement et entraînant une aiguille qui indique sur une échelle les mouvements de la lamelle d’acier.
- Si le conducteur est traversé par un courant électrique, le noyau de fer doux est aimanté et attire l’un des pôles de la lamelle d’acier. On n’a donc qu’à examiner l’aiguille pour savoir si un courant a passé, et dans quel sens il se dirigeait.
- Quand on a constaté une déviation, on ramène l’aiguille au zéro, et l’appareil est prêt pour de nouvelles observations.
- MM. Richard-Péreire viennent de présenter à la Société d’encouragement un avertisseur électrique permettant de reconnaître dans un courant gazeux de très faibles variations de pression correspondant à quelques centièmes de millimètre d’eau.
- Le modèle présenté a été construit pour être adapté aux poêles mobiles; il permet de constater leur tirage et de signaler au moyen d’une sonnerie les refoulements gazeux qui peuvent accidentellement se produire dans leur marche.
- On signale encore un nouvel isolant exempt de soufre, qui se préparerait de la manière suivante :
- On fait bouillir 1000 parties de colle de peau avec 1000 parties d’eau et 5 parties de carbonate de soude; le liquide ainsi obtenu est filtré; on y ajoute ensuite 80 parties d’oléine, et on fait bouillir une demi-heure; on additionne alors le mélange avec une solution de 10 parties de potasse dans 50 parties d’eau. On maintient l’ébullition pour saponifier. On ajoute enfin successivement dans la masse bouillante 100 parties d’huile de résine, 150 parties de colophane et 250 parties de parafine. On malaxe jusqu’à parfaite homogénéité pendant quelques heures. On a ainsi, après refroidissement, une masse solide d’un bon isolement et qu’on appelle la cc voltite ».
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- Nous pouvons enfin apprécier l’importance des modifications de détail apportées dans les électrocutions. On peut les partager en deux, celles qui sont destinées à faciliter la manœuvre des appareils, et celles dont le but est de mieux assurer lé contact des électrodes avec le corps du patient. Les dynamos ont été placées dans une construction spéciale en planches, élevée dans une des cours de la prison de Sin-Sin.
- La salle des machines se trouve dans le voisinage immédiat de la chambre de mort, ou se trouvent, comme à Auburn, les instruments de mesure. Le cabinet dans lequel se tient le forçat chargé de lancer le courant avec un levier est séparé par une simple cloison de la chambre de mort.
- Le fauteuil a été également modifié. Ce n’est plus une chaise longue comme précédemment; c’est un véritable fauteuil, et les jambes du patient portent à terre, ce qui permet d'y attacher une électrode. L’autre électrode ne porte plus sur l'occiput, mais elle est attachée solidement au front. Enfin, pour faciliter les attaches, les pôles garnis d’éponges humides ne sont plus de simples plaques, mais ils sont articulés. Toutes ces innovations ont été décidées après un examen minutieux des circonstances de l'exécution de Kemmler et on considère que l’appareil a reçu maintenant sa forme définitive.
- On ne doit pas omettre de faire remarquer que la guillotine elle-même a été modifiée à plusieurs reprises avant de recevoir sa forme actuelle, qui ne date que de quelques années. Les tâtonnements de l’électricité n’auront point duré aussi longtemps.
- On a pris l’habitude de faire revêtir aux condamnés des vêtements de deuil.
- Pendant toute la durée de l’exécution, un drapeau est hissé sur la prison, afin de prévenir le public amassé au dehors de ce qui se passe dans l’intérieur. Le drapeau n’est descendu que quand le corps du supplicié est porté dans la salle d’autopsie.
- Lorsqu’il y a plusieurs condamnés, un drapeau d’une couleur spéciale est arboré pour chacun d’eux. S’il n’y en a qu’un, c’est la couleur noire qui est adoptée.
- Les quatre exécutions du 5 juillet ont duré une heure vingt minutes, y compris le temps d’amener successivement chaque patient et de former la procession' qui le conduit de son cachot à la chambre de mort.
- Les journaux électriques de Londres ne donnent dans leurs numéros du 24 juillet, aucun détail sur les exécutions de New-York. Cependant, s’il faut en croire le Temps, dans son numéro du 23, un revirement s’est produit dans l’opinion publique. On annonce en ville que plusieurs membres de la chambre des communes ont l’intention de faire une motion pour demander l’abolition de la potence et l’établissement du système américain.
- On vient d’inaugurer à New-York un parafoudre automatique qui mérite une mention particulière, au moins à cause de l’originalité du système adopté. Il n’y a point, comme
- avec les parafoudres ordinaires, une solution de continuité, mais la continuité est obtenue à l’aide d’un pendule en cuivre terminé par une boule. Aussitôt que la ligne s’électrise la boule s’écarte et il se produit une interruption que la foudre ne peut franchir, au moins suivant l’inventeur.
- Le New-York Herald a employé un moyen énergique pour savoir la vérité à propos de la quadruple électrocution qui a eu lieu à New-York le 7 juillet. Il a fait réclamer un des cadavres par la famille et en a fait l’acquisition à fin d’autopsie.
- Le corps a été remis entre les mains de trois des principaux médecins de New-York. Ceux-ci ont unanimement déclaré que les brûlures faites aux endroits en contact avec les électrodes étaient insignifiantes. Aucun organe n’avait été altéré d’une façon appréciable. Tout porte à croire que le sujet a passé de vie à trépas avec une rapidité idéale, et sans aucune douleur quelconque. La vie s’est éteime comme la flamme d’un bec de gaz dont on tourne le robinet, ou celle d’une chandelle sur laquelle on souffle.
- La conversion du Herald est d’autant plus impoitante que ce journal s’était mis à la tête de l’opposition au nouveau supplice électrique. Les récits fantaisistes que l’édition de Paris avait reçus lors de l’exécution de Kemmler avaient été repercutés aveuglément. Plusieurs de nos confrères se sont laissé entraîner dans ce mouvement.
- De toute cette émotion il ne reste plus rien qu’une réforme qui s’impose. Il est bon de rappeler que l’opposition faite aux électrocutions se composait de deux éléments distincts : certains électriciens fabricants de dynamos alternatives et les abolitionistes. Sachant bien qu’on ne reviendrait plus au régime de la potence, ceux-ci espéraient, en rendant les exécutions électriques impossibles, obtenir gain de cause.
- Éclairage Électrique
- A la fin de juin, dans la même nuit, quatre femmes ont péri à New-York, par suite des dangers du gaz. Elles ont été toutes quatre suffoquées parce que l’on avait oublié de fermer un robinet.
- Quel bruit 11e ferait-on pas si l’éclairage électrique occasionnait la mort de quatre personnes? Mais il y a certainement pour les rédacteurs de faits divers à sensation deux poids et deux mesures. Qui est-ce qui prend soin de dire qu’il y a eu l’an dernier à New-York 1300 morts violentes, et que sur ce contingent effrayant il n’y en a eu que deux à la charge de l’électricité, tandis que le gaz, qui produit s,-facilement le grisou à domicile, n’en compte pas moins de quarante ?
- Comme tous les ans, le 14 juillet, le gaz a brûlé à flots sur toutes les places publiques et sur la façade de tous les mo-
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- numents. Mais l’œil des Parisiens est trop habitué aux illuminations susnommées pour se contenter de ces longues lignes de flammes ternes devant lesquelles on se pâmait autrefois.
- Sur la place de la Concorde il y avait peu de monde. Ces coûteuses démonstrations étaient écrasées par les becs de l’éclairage électrique ordinaire de la rue Royale. Nous recommanderons pour l’année prochaine l’économie de toutes ces guirlandes que la foule abandonne. Elle s’est portée beaucoup plus loin, au Champ-de-Mars, où les fontaines lumineuses ont fait merveille.
- Les lampes électriques de la station Edison relevaient les illuminations au gaz; l’effet était réellement très beau. L’hydrogène carboné peut jouer un rôle subalterne, mais utile, dans les illuminations où les lumières à arc lancent leurs éclatants rayons. En mariant habilement les deux modes d’éclairage, on peut produire des effets véritablement remarquables.
- L’éclairage électrique du torpilleur n" 13, de la marine des Etats-Unis, a donné lieu à un singulier quiproquo. Le bureau de l’équipement n’avait pas pris de décision pour l’éclairage électrique au moment où les marchés furent signés pour la construction du bâtiment. Cette manière d’opérer a éié recommandée par l’administration supérieure afin de profiter des derniers perfectionnements. Mais on oublia, au départe ment de la marine, de remplir l’omission quand la construction fut assez avancée. 11 en résulte que le torpilleur fut mis à la mer sans avoir son éclairage électrique.
- Bien entendu la lacune sera très rapidement comblée, et l’amirauté américaine n’aura pas un navire de guerre éclairé à l’huile ou au pétrole.
- La direction de la IVotld's Colombian Exposition a l’intention de montrer au public les progrès acquis en électricité. Les expositions d’électricité ne se borneront pas à quelques bâtiments, mais on s’attachera à développer partout la lumière électrique. Les terrains, l’île boisée, les rues, les avenues et les boulevards près de l’exposition seront éclairés par cette lumière du progrès.
- Les grands bâtiments de l’exposition deviendront de grands panoramas lorsque la nuit ils seront éclairés par ses puissantes projections. Les projecteurs seront placés en différents endroits : sur le dôme, sur le pavillon du casino, afin de donner une belle vue de l’ensemble des terrains et des bâtiments de l’exposition les soirs où elle sera ouverte.
- Nous lisons dans le Figaro du 22 septembre le récit d’un banquet qui aurait été donné par le peintre Jean Van Beer, en l’honneur de M. John Air, le roi du fer. Cette fête gastrono-
- mique aurait eu lieu dans la Continental Gallery, où l’on aurait fait usage à cette occasion du principe des fontaines lumineuses appliqué à l’illumination d’une table de cristal assez vaste pour contenir 125 couverts.
- Cette application nouvelle et fastueuse de l'électricité, sur laquelle nous comptons revenir, aurait été accompagnés de chants, de projections électriques et d’exhibition de chefs-d'œuvre mécaniques.
- On a placé dans la chambre des signaux du New-Jersey Central Railway une forte lampe électrique armée d’un réflecteur parabolique en vere argenté, analogue à ceux dont on se sert pour les projections marines. Cet appareil, que l’on peut diriger sur les divers postes dépendant delà chambre, permet de voir à 500 mètres si les aiguilles ont été faites.
- Télégraphie et Téléphonie
- Dans son numéro du 24 juillet, le Figaro a publié un article sur les téléphones de la banlieue. Il donne la liste de toutes les localités voisines de Paris où le téléphone vient d’être installé, et il félicite le directeur général des Postes et des Télégraphes d’avoir étendu à toute la zone suburbaine la création du nouveau service.
- La Chambre de commerce de New-York étudie un projet de loi réduisant à 375 francs l’abonnement annuel au téléphone dans les villes de plus de 500000 habitants; mais ce tarif ne serait applicable que si le service de l’abonnement ne comporte pas la pose d’un fil spécial. La commission chargée d’étudier cette loi estime que ce tarif permettra néanmoins aux sociétés téléphoniques de distribuer des dividendes suffisamment rémunérateurs.
- La Metropolitan Téléphoné Company s’oppose au vote de ce décret et manifeste l’intention de suspendre le service téléphonique au cas où il serait adopté.
- Par décision, le ministre du commerce a autorisé la création de bureaux télégraphiques dans ies communes de Dom-le-Mesnil (Ardennes); Villeneuve-Ies-Chanoines (Aude); Cox et Briguemont (Haute-Garonne); Treveray et Louppy-le-Grand (Meuse); Saint-Drézeny et Galangues (Hérault); Mayet et Monsigné (Sarthe); Neuvy (Saône-et-Loire); Vouvant (Vendée).
- Imprimeur-Gérant : V. Nory
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- JL
- Journal universel d’Electricitè
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XLI) SAMEDI 8 AOUT 1891 No 32
- SOMMAIRE. — Sur la propagation des perturbations électriques dans les fils conducteurs; H. Hertz.— L’éclairage électrique à Paris; Frank Géraldy. — Recherches récentes sur les radiations électromagnétiques; C. Raveau. — Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. — Equations réduites pour le calcul des mouvements amortis; P. Curie. — Chronique et revue de la presse industrielle : Appareils de mesure électrostatique Ayrton et Mather. — Sur quelques nouveaux ozoniseurs, d’après M. le D' Frœlich. — Les nouvelles installations de l’Institut électrotechnique Montefiore. — Essais comparatifs d’un moteur électrique et d’une locomotive ordinaire sur l’Elevated Railroad de New-York. — Revue des travaux récents en électricité : Société de physique de Londres (séance du 26 juin). — Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par M. N. Tesla. — Bibliographie : Guide pratique de télégraphie sous-marine, par Aug. Bonel. — Faits divers.
- SUR LA PROPAGATION
- DES
- PERTURBATIONS ÉLECTRIQUES
- DANS LES FILS CONDUCTEURS
- Dans le numéro 29 de ce journal on trouve une étude très claire et très précise de M. Blondin « sur la propagation des perturbations électriques dans les fils conducteurs». L’auteur y traite d’une manière extrêmement équitable et bienveillante certaines erreurs qui se sont glissées, paraît-il, dans mes recherches. Je n'ai presque rien à ajouter aux explications très claires de M. Blondin; je serais désireux seulement de saisir l’occasion de constater moi-même, dans ce journal, que les conclusions auxquelles arrive M. Blondin sont en concordance parfaite avec ma conviction actuelle, bien qu’elles soient en désaccord avec les résultats des expériences que j'ai publiées il y a quelques années.
- Lorsque j’ai abordé ces expériences j’étais disposé d’avance à supposer qu’elles devraient fournir deux vitesses identiques; j’ai été étonné et même désappointé en constatant que l’expérience conduisait à des vitesses inégales. C’est pour cette raison que je suis bien sûr de ne pas avoir exécuté mes expériences avec une idée préconçue; en répétant les expériences dans le même endroit et
- dans les mêmes conditions, je retrouvais constamment Jes résultats publiés dans mes mémoires.
- Cela n’empêche pas que des conditions locales mal connues ou mal interprétées aient exercé une influence désastreuse et faussé les résultats. Pour voir ce qu’il en était, j’ai essayé de répéter les expériences sur la réflexion dans mon amphithéâtre actuel. C’est une belle salle de 17 mètres de longueur, sur 12 de largeur et 5 de hauteur, sans colonnes de fonte qui puissent gêner les expériences; j’avais donc l’espoir d’obtenir un excellent résultat et un succès certain. Malheureusement les bancs en forme de gradins, et que je ne puis pas éloigner, sont élevés les uns au dessus des autres, de façon que j’ai été forcé de donner à la propagation des ondes une direction assez inclinée et dissymétrique par rapport à l’horizon et aux murs de la salle. Dans ces conditions, pour les ondes de plusieurs mètres de longueur, l’expérience réussit fort mal ; les caractères de l’interférence étaient beaucoup plus faibles que je n’avais l’habitude de les constater, les nœuds étaient tellement mal prononcés que la véritable position restaitincertaine jusqu’à plus d’un mètre, et encore une fois j’ai dû renoncer à me faire une conviction personnelle d’après l’expérience.
- Ces expériences m’ont toutefois permis de constater ce fait que dans une salle de dimensions
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- modérées et qui n’est pas tout-à-fait vide les influences locales sur les ondes longues peuvent être très grandes. Je m’imagine même que dans un espace clos semblable il se produit des vibrations complexes, analogues aux vibrations acoustiques dans les tuyaux cubiques, c’est-à-dire dont toutes les dimensions ont approximativement la même longueur.
- S’il en est ainsi, l’intensité du mouvement et sa distribution dans l’espace dépendra en grande partie de la relation qui existe entre la période de l’excitateur et les périodes des vibrations propres à l’espace fermé, de la position de l’excitateur relative aux surfaces nodales de ces vibrations simples, etc., etc.
- Peut-être trouvera-t-on dans ces considérations une explication possible de la diversité des résultats obtenus; je ne les donne toutefois pas comme une explication prouvée, il ne semble pas, du reste, que les belles expériences de MM. Sarazin et De la Rive aient été exécutées dans des conditions supérieures aux conditions de mes propres recherches.
- Si quelque part un physicien dispose d’une vaste galerie de 8 mètres à peu près de hauteur et de largeur et de vingt à quarante mètres de longueur, je crois que même à présent ce ne serait pas peine perdue que de reprendre ces expériences sur une grande échelle, afin d’ôter à la science le dernier scrupule. Je ne doute pas que l’exécution ne vérifie les résultats des physiciens de Genève. Dans un laboratoire de dimensions ordinaires je pense qu’il serait très difficile d’arriver à une certitude supérieure à celle actuellement acquise.
- H. Hertz.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE A PARIS
- LE SECTEUR V. POPP
- La constitution du secteur électrique V. Popp se rattache à une entreprise antérieure, la Compagnie parisienne de l’air comprimé.
- Celle-ci avait installé à une des extrémités de Paris-Belleville, auprès du lac Saint-Fargeau, une puissante usine fabriquant de l’air comprimé; elle distribuait cet air comprimé le long d’un réseau étendu courant sous les grands boulevards et sous
- diverses voies des plus importantes de la capitale où l’on donnait la puissance mécanique. Quelques-uns des abonnés faisaient usage de la puissance ainsi créée pour produire de l’éclairage électrique.
- Cet emploi, du moment qu’on le considérait comme économique en petit, ne pouvait que l’être davantage en grand, et il était raisonnable d’organiser une vaste production d’électricité dont les usines génératrices prendraient leur puissance à la distribution d’air comprimé. C’est sur ce point de départ que fut demandée et obtenue la concession du secteur Popp.
- Ce secteur est fort étendu et comprend une portion importante de la capitale. Les limites sont indiquées dans le plan donné figure i.
- Dans le projet d’ensemble, le secteur doit être desservi par trois usines centrales à air comprimé, situées la première faubourg Saint-Honoré, au Retiro; la seconde à la Bourse du commerce; la troisième à la rue Dieu.
- Sur ces trois usines, deux, celle du Retiro et celle de la rue Dieu, sont placées d’une façon assez singulière, puisqu’elles se trouvent hors des limites du secteur qu’elles alimentent, comme on le voit sur le plan (fig. i). On doit supposer que des motifs tenant à la distribution générale de l’air comprimé ont déterminé le choix des emplacements.
- Une quatrième usine d’électricité, située ^, boulevard Richard-Lenoir, doit compléter la distribution; elle marche à la vapeur. Pour le moment c’est elle qui fait à peu près tout le service. Les usines à air comprimé n’alimentent que des circuits locaux; par exemple, l’éclairage des boulevards, fait selon le système Thomson-Houston, est confié à la station du Retiro.
- Le système général adopté diffère entièrement de ceux que nous avons jusqu’ici décrits. Nous rappelons que les sociétés Edison et du secteur de la place Clichy distribuent l’énergie électrique par l’action directe de leurs machines toujours en mouvement: l’une sous le potentiel de 220 volts, au moyen d’un système de conducteurs à trois fils; l’autre sous un potentiel de 440 volts, au moyen d’un système de conducteurs à cinq fils. La Société d’éclairage et de force distribue au moyen de machines et d’accumulateurs travaillant tantôt ensemble, tantôt séparément, s.ous un potentiel de 110 volts, avec des conducteurs à deux câbles.
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- Dans le secteur Popp, l'énergie engendrée dans trois usines, ainsi que nous venons de le dire, est emmagasinée puis distribuée par l’intermédiaire de vingt-cinq sous-stations munies de batteries d'accumulateurs.
- On a adopté la combinaison indiquée dans une des précédentes études, qui consiste à utiliser très
- complètement les machines génératrices en les faisant marcher pendant presque toute la journée et accumulant la puissance produite pour la dépenser aux heures d’éclairage.
- Les sous-stations sont établies dans des locaux quelconques, boutiques, sous-sols, bâtiments destinés à former des remises ou écuries. 11 n’est pas
- Temple*
- \ ^
- fchard-Lenj
- Charonne^N p? SV Antoine
- Légende.
- O Station génératrice • S* Station accumulateurs
- XjtiOPJEU Sc
- Fig. i. — Plan du secteur Popp avec indication des stations et sous-stations.
- utile de les énumérer; on les trouvera figurées par des points sur le plan du secteur et on se rendra compte de leur arrangement général.
- Les sous-stations dépendant d’une usine génératrice sont disposées en série sur un circuit destiné à fournir la charge des accumulateurs. L’usine émet un courant d’intensité constante, 200 ampères; elle règle sa force électromotrice de manière à maintenir cette intensité quel que soit le
- nombre des batteries mises en ligne; elle peut ainsi monter jusqu’à 2400 volts.
- Nous expliquerons plus loin comment se règle ce service de charge des batteries.
- Les batteries une fois chargées ont ensuite pour fonction de distribuer l’énergie qu’elles ont emmagasinée entre les consommateurs selon leur demande.
- On voit que la canalisation devra comprendre
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- deux systèmes conducteurs distincts et sans communication l’un avec l’autre : les circuits de charge et les circuits de distribution.
- Les circuits de charge partent des usines génératrices et parcourent chacun un certain nombre de sôus-stations; neuf pour la plus chargée, qui doit être l’usine de la Bourse du commerce.
- Ces circuits sont tous doubles -afin qu’un accident n’arrête pas la marche. Ils sont formés d’un câble de cuivre de 200 mm. carrés recouvert de deux couches de caoutchouc et de gutta-percha, d’une chemise de plomb et d’une tresse goudronnée.
- Ces câbles ne portent naturellement aucun branchement et on s’est arrangé pour éviter presque absolument les soudures, en prenant toujours d’un point à l’autre des câbles d’une seule pièce.
- Les câbles de distribution ont pour point de départ les sous-stations. La constitution de chacun de ces réseaux est différente de ce que nous avons vu jusqu’ici. Dans toutes les autres installations on a établi le long des voies à desservir un réseau de fils distributeurs en tous les points duquel on maintient au moyen de feeders un potentiel à peu près constant. Dans le secteur Popp rien de pareil. Chaque sous-station donne naissance à un certain nombre de circuits ayant une longueur de 250 m. environ, formés tous de câbles de 200 mm. carrés. Ces conducteurs s’étalent en rayonnant autour de la sous-station dans les diverses directions à desservir; ils sont alimentés normalement par leur extrémité rattachée aux batteries.
- Chacun d’eux doit alimenter25o lampesenviron, ce qui suppose un débit deioo ampères, ou moins
- de - ampère par millimètre carré. Dans ces conditions, la perte totale serait de5 volts: elle est un peu trop grande et il y aurait voltage exagéré chez les abonnés rapprochés; on place chez ces clients des rhéostats qui absorbent l’excès. S’il arrive que par suite d’installations nombreuses un de ces circuits se trouve trop chargé, on le soulage en lui adjoignant un câble pareil filé dans la même direction et rattaché au conducteur vers le point où la;demande est la plus grande. On peut ainsi augmenter la section de passage du courant par l’établissement de petits feeders spéciaux. Cette disposition a été combinée dans le but d’arriver à faire le service avec le minimum de cuivre nécessaire, ce cuivre n'étant d’ailleurs mis en place que
- lorsqu’il devient utile par un procédé que nous allons indiquer. Les feeders comme les conducteurs principaux ont 200 mm. carrés; ces câbles sont tous isolés comme ceux des circuits déchargé au moyen d’une couche de gutta-percha, une chemise de plomb, une tresse goudronnée; seulement les isolations sont moins épaisses que pour les câbles qui peuvent avoir à porter de hautes tensions. L’adoption d'un seul type de câbles pour toute la canalisation simplifie évidemment la fourniture et contribue au bon marché.
- Deux systèmes différents de conducteurs sont d’ailleurs employés; celui qui se compose des câbles isolés qui viennent d’être décrits est mis en usage pour les parties centrales du réseau. Les parties considérées comme excentriques, c’est-à-dire celles qui s’étendent à peu près depuis une ligne droite allant de l’Hôtel-de-Vilie à la place de la République jusqu’aux fortifications, sont desservies autrement.
- Dans cette région, les sous-stations émettent des circuits en boucle, dont le positif part d’un côté de la rue, le négatif de l'autre, chacun des câbles faisant retour par le côté opposé. Ces circuits sont formés de câbles nus.
- 11 nous reste à dire comment ces divers câbles sont conduits sous les voies publiques pour former le réseau.
- Nous parlerons d’abord des câbles isolés.
- Toute la canalisation est formée de boîtes en fonte présentant la forme d’un auget rectangulaire fermé par un couvercle plat. Ces augets sont ajustés l’un au bout de l’autre et munis de joints en caoutchouc; les couvercles sont mastiqués sur les boîtes, de manière à former un conduit étanche.
- On pose ces boîtes dans une tranchée, sur un fond de sable tassé; le conduit formé, on remblaie simplement et on rétablit la voie.
- Les câbles sont disposés dans ce caniveau suivant des modes différents, selon qu’il s’agit de câbles isolés ou de câbles nus.
- Parlons d’abord des câbles isolés.
- Un caniveau doit avoir normalement à conduire :
- iu Un circuit de charge comprenant deux ou quatre fils ;
- 20 Un circuit de distribution comprenant deux fils;
- 30 Un ou deux feeders allant soulager ce circuit. 11 aurait donc à renfermer quatre circuits. Excep-j tionnellement, il peut n’avoir pas de circuit de
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- charge, ou au contraire avoir à conduire par une certaine longueur un circuit de distribution supplémentaire qui devrait être utilisé après avoir quitté sa direction et tourné dans une autre voie.
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- Fig. 2. — Caniveau à six cases.
- Pour localiser ces divers circuits, on opère de la façon suivante :
- Supposons qu'il s’agisse d’un caniveau chargé normalement : on place dans la boîte de fonte
- Fig. j. — Caniveaux superposés à huit cases.
- (fig. 2) des petites cloisons en bois subdivisant l’espace en loges rectangulaires.
- Chacun des petits planchers porte des cloisons verticales. Le caniveau représenté figure 2 présente six cases. Dans les deux supérieures, on place le câble de distribution; il doit être facilement acces-
- sible afin qu’on puisse y pratiquer les branchements. Les deux loges immédiatement inférieures renferment les câbles de charge; on aura rarement à y toucher; néanmoins il est bon de se mé-
- Fig. 4. — Canalisation à fils nus, coupe et plan.
- nager la possibilité de les atteindre sans trop d’embarras. Les cases inférieures renfermeront les feeders.
- On n’installe pas immédiatement ces conducteurs: leur place reste vide tant qu’ils ne sont pas
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- nécessaires ; lorsqu’ils le deviennent, on les file dans leur logette en les tirant au moyen d’une corde. Les longueurs en étant toujours assez restreintes, cette opération se fait, paraît-il, sans
- difficulté. Au point où il se rattachent aux câble de distribution, on établit un regard dans lequel s’opère la jonction.
- Lorsque li conduite est exceptionnellement
- Fig. 5. — Boîte de branchement, coupe et plan.
- chargée de câbles, on prend des caniveaux plus profonds où on superpose des augets ainsi qu’on le voit dans la figure 3. Cette coupe représente la conduite munie d’un couvercle surélevé, dit cou-
- vercle d’abonnés, qui sert à prendre les branchements, comme nous le dirons.
- Lorsqu’il s’agit de câbles nus, deux cas peuvent se présenter; on doit conduire un câble de charge
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- et une distribution, ou bien, celle- ci seulement. Dans le premier cas, on établit dans le fond du caniveau un cloisonnement en bois comme il a déjà été dit (figure 4), et dans les deux cases ainsi formées, on place les câbles de charge, qui sont isolés. Au-dessus sont allongés les câbles nus de distribution. Ceux-ci n’ont pas de logement spécial: ils sont saisis dans des sortes de paliers en bois munis de coussinets en poterie et serrés par une vis (fig. 4). Ces paliers sont portés par un patin de bois long de 50 cm . et distants de 1 m. à 1,50 m. l’un de l'autre; ils sont donc presque jointifs et les points de support sont assez rapprochés pour qu’on ne redoute aucun mouvement, surtout en tenant compte de la raideur des câbles de cuivre.
- Lorsqu’il y a lieu de faire un branchement, le procédé est le même dans toute la canalisation. On substitue au couvercle plat le couvercle surélevé représenté figure 3. On soulève les câbles de distribution et on les introduit dans cette boîte, lis sont saisis à leur entrée dans deux ouvertures munies d’isolants.
- Dans cet espace, séparé du reste de la canalisation, on dénude les câbles, et on les munit de brides serrées sur le câble et portant des tiges comme on le voit figure 3. Sur ces tiges formant pinces, on fixe les câbles du branchement, qui sortent latéralement de la boîte par deux autres orifices également munis de colliers isolants dans lesquels ils sont serrés.
- Le point de jonction du branchement où les câbles sont nécessairement dénudés se trouve ainsi isolé du reste de la canalisation et renfermé dans une boîte étanche, précaution que nous avons déjà vu prendre dans le secteur delà place Clichy. Il est donc possible de surveiller cette jonction, qui peut êtré le point délicat du branchement.
- Le branchement lui-même est d’ailleurs constitué par des câbles sous plomb placés dans des tuyaux de bois ou de poterie et pénètre chez l’abonné par l'intermédiaire d’un coffret d’admission où il peut être visité et coupé au besoin.
- 11 nous reste à donner la disposition des sous-stations et leur fonctionnement et à parler de l’usine du boulevard Ricnard-Lenoir, la seule qui soit actuellement en marche et puisse être décrite utilement. Frank Géraldy.
- {A suivre.)
- RECHERCHES RÉCENTES
- SUR. LES
- RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES (*)
- Je ne dirai que quelques mots d’un autre travail du même auteur (â), dans lequel il essaye d’expliquer le retard d’un quart d’onde qui s’introduit pour les phénomènes de réflexion quandon part de la construction d’Huyghens, en s’appuyant sur les développements de Hertz relatifs à la radiation électromagnétique (3).
- On trouve pour la partie périodique de cette force
- pour les points dont la distance r au centre de l’excitateur est petite, et
- CO!,.(!'_ (£ + ;))
- pour les points éloignés ; cette différence de phase de - est due à ce que la vitesse dé propagation des ondes magnétiques est plus grande au voisinage de l’excitateur qu’à de grandes distances.
- L’auteur admet que la différence de phase qu’il faut considérer dans la construction d’Huyghens doit être attribuée à la même cause. Pour le prouver il observe les nœuds produits par la réflexion sur une épaisse lame de verre de petite surface.
- Le premier nœud est placé à peu près à | A de la
- surface et non à - X ; cette différence correspond à
- une avance d’un quart de période dans la réflexion.
- Pour expliquer cette avance, l’auteur admet que la lame de verre elle-même est comparable à un résonateur en vibration. Un calcul fondé sur cette hypothèse conduit à des résultats qui concordent avec les faits expérimentaux.
- 11 me reste encore, sur cette question assez obscure de la réflexion par les corps transparents, à citer les expériences suivantes : en cherchant
- P) La Lumière Electrique, t. XLI, p. 218.
- (2) Philosophical Magazine, t. XXIX, p. 274.
- (3) La Lumière Electrique, t,[XXXI, p, 589.
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- à déterminer l'indice du verre à l’aide du déplacement des nœuds et des ventres, comme on l’a fait précédemment pour la paraffine, on fut arrêté par cette circonstance que le verre exerçait une absorption considérable sur les radiations de Hertz.
- Une lame de verre de i centimètre donnait un système de nœuds et de ventres par réflexion directe, ce qui ne peut guère s’expliquer qu’en admettant que l’onde qui a pénétré dans le verre est trop affaiblie pour pouvoir interférer sensiblement avec celle qui est réfléchie sur la première face.
- La divergence de ces résultats avec ceux de MM. Rubens et Ritter tient probablement à la différence de nature des verres employés.
- J’arrive à des expériences toutes récentes du même auteur O, dans lesquelles il a étudié l’influence des dimensions du réflecteur dans l’expérience de Hertz. Il s’agit de l’expérience célèbre dans laquelle on obtient, par interférence entre l’onde directe produite par l’excitateur et l’onde réfléchie sur un miroir de zinc, un système de nœuds et de ventres dont l’observation permet de mesurer directement la longueur d’onde des vibrations dans l’air.
- On a employé comme réflecteurs de longues bandes de zinc, dont la longueur est pratiquement indéfinie. On observait la position des nœuds pour une série de bandes de largeur variable, d'abord quand la grande dimension de la bande était parallèle à la force magnétique, et ensuite quand elle était placée à angle droit, c’est-à-dire dans la direction de la vibration électrique.
- L’excitateur était placé dans la ligne focale d'un miroir parabolique; la période choisie par le résonateur correspondait à une longueur d’onde de 68 centimètres. Le résonateur était circulaire; on le plaçait au centre du rayon, à 2 mètres environ de l’excitateur, en face de la bande métallique employée comme réflecteur. On le disposait toujours de façon à ce qu’il fût affecté seulement par la composante magnétique, c’est-à-dire dans le plan contenant l’axe de l’excitateur, le diamètre du cercle qui passait par l’interruption étant parallèle à cet axe. Toutes les fois qu’on parlera de nœuds, il ne s’agira que des minima de la force magnétique.
- On prenait soin, pour déterminer la longueur
- d’onde, d’employer comme réflecteur une feuille assez grande pour qu’en augmentant ses dimensions on ne produisît aucun changement dans la distance des nœuds à la feuille. On remplaçait alors la feuille par d’autres plus petites et l’on observait la position des nœuds dans chaque cas.
- Les résultats de la première série d’expériences, dans lesquelles on diminue graduellement la seule dimension parallèle à la composante électrique, se voient d’un coup d’œil sur la figure 1. Les abscisses représentent la longueur du réflecteur parallèlement à la composante magnétique, tandis que les ordonnées représentent,à la même échelle, la distance à laquelle le résonateur doit être du réflecteur pour qu’on observe le premier minimum d’étincelles. La longueur du réflecteur
- dans la direction de la composante magnétique était 90 centimètres, ce qui était amplement suffisant. Le résonateur était placé vis à vis du centre du réflecteur.
- La courbe montre que quand le réflecteur a une longueur inférieure à une longueur d’onde le nœud commence à être déplacé sensiblement de sa vraie position à un quart d’onde du miroir; pour éviter ces effets de diffraction le miroir doit donc avoir au moins une longueur d’onde dansla direction électrique.
- TABLEAU I
- 16 24 * 23 X 22 % 24 % 24 t 24 X 24,2
- 20 22 22 % 2 3 S 22 % 22 % 22 X 22,S
- 24 21 22 % 22 % 21 l 21 « 21 iü 21,8
- 28 21 % 20 % 21 % 21 H 20 % 21 % 21,2
- 3? 20 X 20 % 2\ X 21 S 20 % 20 % 20.7
- 36 20 % 20 20 % 21 20 i 20 % 20,5
- 48 19 19 X 9 1 18 % 8 % 18 % 18,9
- 60 17 H 18 18 U 8 l 18 >7 % 18
- 75 '7 17 17 16 % 17 % '7 % '7,2
- grande) feuille j 17 % l6 % 17 X '7 16 % 17 S '7
- (l) Trouton. Phil. Mag., juillet 1891.
- Le tableau ci-dessus a servi à tracer la courbe;
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- dans la première colonne sont les dimensions du récepteur suivant la direction de la composante électrique. On a fait six déterminations de la position du nœud avec chaque réflecteur. On faisait les lectures à un quart de centimètre près, la nature des expériences rendant inutile une exactitude plus grande. Avec un récepteur de 12centimètres l’effet était trop faible pour permettre une mesure.
- On peut considérer l’effet produit sur le rayon réfléchi par la diminution de largeur du réflecteur comme une accélération ou un changement de phase par réflexion. Ce changement de phase est au moins double de celui qui correspond à la quantité dont le nœud est déplacé, à cause du double chemin en avant et en arrière que le rayon réfléchi avait à parcourir. Mais le changement de phase complet devait être en réalité plus grand, car il faut remarquer que le nœud observé dans ces expériences est d’une nature particulière et diffère de ceux que produit l’interférence des deux ondes planes. L’onde réfléchie par un réflecteur de petites dimensions est divergente et par suite son intensité va en diminuant rapidement. Ceci a pour effet de rendre le nœud, ou la position du minimum des étincelles, un peu plus proche du réflecteur que la position véritable où les phases sont opposées. On n’a pas un nœud véritable, et en effet on observe qu’il est toujours facile, quand le réflecteur est petit, d’obtenir des étincelles en diminuant la distance explosive du résonateur maintenu à la position du minimum, ce qui ne se produit pas quand on emploie de grands réflecteurs.
- Sans qu’on puisse calculer la valeur du changement de phase dans le cas d’un réflecteur de dimensions données, on peut voir qu’il doit exister une différence de phase entre le courant induit dans le réflecteur et l’onde incidente quand le réflecteur est petit dans la direction électrique. Car les bords offrant une capacité et se chargeant à chaque vibration, les charges exercent une action contraire à celle de la force électromotrice, de sorte que cette force électromotrice s’annulera plus vite que s’il n’y avait pas de bords où la charge s’accumule.
- Dans la seconde série d’expériences la petite dimension du miroir est dans la direction magnétique. La courbe figure 2, qui représente les résultats, montre qu’il n’y a plus, dans ce cas, de grand déplacement du nœud dans le sens opposé au miroir.
- Quand les dimensions sont relativement petites,
- le nœud se déplace vers le miroir. Ce fait doit probablement être attribué non à un changement de phase dans la réflexion ou à une diminution dans la vitesse de propagation, mais au fait que le rayon diminue rapidement d’intensité en s’éloignant du réflecteur et que, comme on l’a indiqué plus haut, la position du nœud dépend à la fois de la phase et de l’intensité.
- Si on fait le calcul en admettant que l’intensité varie en raison inverse du carré de l’éloignement à un point situé derrière le miroir, à une distance égale à la largeur du miroir, hypothèse qui a donné les résultats les plus conformes à l’expérience, on trouve que cette diminution d’intensité suffit parfaitement à expliquer le déplacement du nœud.
- En se servant d’une longue bande de zinc de 20 centimètres de large, on peut faire une expé-
- rience analogue à l’Experimenium crucis de Sto-kes. La position du nœud, quand la bande est étendue dans le sens électrique, esta un quart d'onde du miroir; si on tourne la bande de 90° le nœud sera déplacé et s’éloignera du miroir.
- Le tableau 11 donne les résultats qui ont servi à construire la courbe. Dans la première colonne sont les dimensions du réflecteur dans la direction de la composante magnétique. La dernière renferme les moyennes de quatre déterminations faites avec chaque réflecteur.
- TABLEAU II
- 4 14 * 14 5 15 S 14 S 14,6
- 8 is S 4 l 16 H 15 s >3,3
- 12 1S % 16 * 16 îi 16 % 16,4
- 20 7 % '7 17 u 16 $ ‘7
- 24 17 '7 % 17 s 17 s 17,2
- 28 '7 % 18 17 H '7 1 17,6
- 32 18 17 S '7 17 S •7,5
- 36 |A M 17 17 S 17 S '7,i
- 48 16 M '7 % 16 % 17 S 17
- grande | teuille | 16 % '7 7 % 16,9
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- On voit qu’il a été possible de faire des déterminations avec des réflecteurs beaucoup plus étroits que dans le cas précédents. Un miroir de dimensions données doit donc réfléchir moins fortement quand son bord le plus long est celui qui se charge à chaque oscillation. En fait, on pouvait s’y attendre, puisque dans ce cas l’aire réfléchissante efficace est moindre; en effet l’électricité ne s’accumule pas exclusivement sur les bords; il y a une augmentation graduelle de la densité sur la surface, à mesure qu'on approche des bords. L’intensité du courant diminue donc lorsqu’on s’éloigne du centre, et il n’y a que les points voisins du centre qu’on puisse considérer comme efficaces dans la production de la composante magnétique du rayon réfléchi.
- Le tableau révèle un léger accroissement de la distance nodale quand le réflecteur a un peu moins d’une demi-longueur d’onde de large; ce résultat ne pourra être considéré comme définitif que s’il est confirmé par des expériences plus précises. S’il est exact, il semble qu’on en devra conclure l’existence d’une avance de phase dans la réflexion sur des miroirs peu étendus dans la direction magnétique, cette avance étant d’ailleurs assez faible pour être masquée presque complètement par la diminution d’intensité;
- L’auteur a examiné le cas d’un réflecteur dont on diminuait à ia fois les deux dimensions, mais sans obtenir de résultats bien nets.
- Les expériences que je viens d’indiquer permettent d’éclaircir certains faits restés inexpliqués dans des expériences précédentes. Hertz, dans ses déterminations de la longueur, avait trouvé que le premier nœud n’était pas tout à fait à un quart d’onde du réflecteur.
- 11 attribuait ce résultat à une réflexion imparfaite provenant de la valeur finie de ia conductibilité du métal de son réflecteur, qui était un grand mur de grès traversé par un grand nombre de tuyaux de gaz et recouvert d’une feuille de zinc qui avait 2 mètres dans la direction magnétique et 4 mètres dans la direction électrique ; il y avait aussi des fils attachés aux extrémités de la feuille pour la décharger, de sorte qu’elle semble avoir équivalu à une feuille beaucoup plus longue dans la direction électrique.
- If semble probable que la feuille seule réfléchissait sensiblement et que le déplacement du nœud vers la feuille était dû en réalité à sa dimension relativement faible dans la direction magnétique;
- la longueur d’onde employée étant voisine de
- 10 mètres, le réflecteur n'avait guère en largeur que le 1 /5 d’une longueur d’onde. Ceci correspond à peu près à un miroir de 14 centimètres pour une longueur d’onde de 68 centimètres.
- M. Hertz a trouvé un nœud relativement plus rapproché qu’on ne le déduirait du tableau II, mais
- 11 est probable que son rayon incident était divergent, car l’excitateur était assez près du miroir, relativement à la longueur d’onde, tandis que dans les expériences de M. Trouton l’onde était rendue sensiblement plane par le miroir parabolique.
- 11 est à remarquer également que MM. Sarrazin et De la Rive (1), n’ont pas observé la même perturbation au voisinage du miroir; la longueur d’onde qu’ils employaient variait entre 8 mètres et 0,76 m. La largeur du miroir réfléchissant était de 2,8 m. dans la direction magnétique; si on examine les nombres avec soin on constate que le premier et le second, 2,11 m. et 1,60 m., qui représentent la distance du premier nœud au miroir, sont plus grands que le quart de la longueur d’onde 2,03 et 1,41 ; le miroir a dans ces deux cas une largeur égale au moins à la moitié de la longueur d’onde.
- Pour les suivants la distance du premier nœud
- au miroir, 1,11 et 0,76, est exactement égale à -.
- 4
- Ensuite on obtient 0,54 m., 0,39 m., inférieurs respectivement à 0,60 m. et 0,43 m., valeurs moyennes. Enfin, on observe pour les petites longueurs d’onde que le nœud est à plus d’un quart delongueurd’onde du miroir; ces résultats ne sont pas absolument d’accord avec ceux de M.Trouton.
- La méthode employée dans ces dernières expériences mérite d’être citée ; pour déplacer le résonateur en avant et en arrière d’une même quantité, on le supporte à l’extrémité d’une tige mobile autourd’un axe passant en son milieu et maintenue vertical à l’aide d’un poids attaché à l’autre extrémité. Au moyen de deux vis on limite à une quantité quelconque l’excursion de part et d’autre de la position verticale. Pour déterminer un nœud, on cherche une position telle que le résonateur donne des étincelles quand on lui donne des inclinaisons égales de part et d’autre. Ceci peut se faire facilement dans une chambre obscure.
- Quand on le peut, il est encore plus facile de déplacer le réflecteur en avant et en arrière d’une
- P) La Lumière Electrique, t. XL, p. 133.
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- quantité connue, au lieu de mouvoir le résonateur; on détermine le nœud de la même façon, en cherchant la position pour laquelle les étincelles se produisent pour les positions extrêmes du réflecteur; ceci peut se faire quand le réflecteur est petit. On le suspend à des cordes verticales d’environ 3 mètres de long, et on peut le déplacer en avant et en arrière, en le laissant sensiblement parallèle à lui-même, son déplacement étant limité par des arrêts. L'avantage de cette méthode est que la distance explosive du résonateur ne se dérègle pas, ce qu’il est difficile d’obtenir quand on déplace le résonateur.
- MM. Lodge et Howard C) ont passé du cas de la réfraction par un prisme étudié par Hertz au cas de la réfraction par une lentille cylindrique.
- L’excitateur était du type de celui de Hertz, avec les dimensions suivantes : les tiges de cuivre avaient 6 centimètres de long et 0,95 cm. de diamètre, et portaient de minces disques circulaires de cuivre de 4 centimètres de rayon. Les boules avaient 1 centimètre de rayon ; elles étaient polies avec le plus grand soin. Un petit trou était percé dans chaque tige, à 1,3 cm. de la boule, pour permettre l’insertion des fils qui réunissaient l’appareil à la bobine de Ruhmkorff.
- Les deux disques étaient collés à deux petits blocs de bois qu’on pouvait fixer dans une position quelconque sur une tige de verre. On pouvait ainsi régler facilement la distance des boules et incliner l’appareil si on le désirait.
- La bobine d'induction était du type ordinaire avec un interrupteur à marteau ; le courant était fourni par six accumulateurs. On obtenait un flux continu d’étincelles entre deux pointes reliées aux extrémités du circuit secondaire et maintenues à une distance de 2,5 cm. La distance des boules de l’excitateur était ordinairement de 0,7 à 1,0 cm. 11 fallait les nettoyer environ toutes les vingt minutes, à cause de la combustion produite par l’étincelle. Cette combustion était toujours plus considérable sur une boule que sur l’autre, et probablement d’autant plus grande que la boule jouait un rôle moins important, car le renversement du courant primaire, après que l’excitateur avait fonctionné quelque temps, réduisait immédiatement dans un rapport sensible l’intensité des radiations.
- '.*) Pbil. Mag. t. XXVIII, p. 48, 1869.
- La longueur d’onde, calculée suivant la méthode de Hertz, était de 1 mètre.
- Le résonateur était aussi simple que possible. On coupait deux tronçons de fil de cuivre de 25 centimètres; on arrondissait une extrémité de chacun des fils et à l’autre on fixait une petite lame rectangulaire de laiton perpendiculaire au fil. Ces petites lames portaient chacune une pointe; une de ces pointes était fixe, l’autre pouvait être mue par une vis, qui permettait de régler la distance. Le résonateur était fixé à une pièce de bois un peu plus longue que lui. La longueur totale, y compris les pointes et les lames, était de 53 centimètres, c’est-à-dire à peu près la moitié de la longueur d’onde calculée du résonateur.
- 11 est préférable de dire que chaque moitié du résonateur a approximativement un quart d’onde et correspond à un tuyau d’orgue fermé, ou à une colonne d’air résonant dans un vase de verre.
- L’emploi des lentilles a paru aux expérimentateurs préférable à celui des miroirs; l’une d’elle était destinée à transformer en onde plane l’onde cylindrique émise par l’excitateur, l’autre à exécuter la transformation inverse. Elles étaient naturellement cylindriques et plan-convexes. La théorie montre que les rayons émanés d’un point S situé sur l’axe à une distance f du sommet de la face courbe sortiront parallèlement, si cette face a pour équation
- r _ f 0
- (a cos 0 — 1 ’
- en coordonnées polaires ayant pour origine le point lumineux ; y. est l’indice de la matière dont est formée la lentille. Cette'équation est celle d’une hyperbole ayant pour foyer le point S, pour
- f
- excentricité et pour demi-grand axer-jp—.
- Si on prend [>. = 1,7 pour l’asphalte (d’après les mesures faites par Hertz avec un prisme) et le demi-grand axe pour unité de longueur, la distance focale de la lentille est 2,7 et le demi-angle
- des asymptotes, qui est l’inverse de cos p, est 540.
- En se donnant l’unité de longueur égale à 15 centimètres, la distance du point S, foyer principal de la lentille, au sommet est de 41 centimètres.
- La paraffine était la substance qui s’offrait naturellement; mais elle coûte cher et son indice n’est pas très élevé. Après avoir examiné plusieurs
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- substances — cire d’abeilles, soufre, etc. — M. Lodge se décida à essayer la résine et acheta une grande quantité de cette substance. En même temps, pour s’exercer à la fonte, et trouvant qu’on pouvait se procurer à très bas prix une espèce de poix commune, il en acheta plusieurs pains. 11 n’avait pas l’intention d’employer cette substance, qu’il ne considérait pas comme assez isolante, et à l’intérieur de laquelle il'y aurait eu par suite absorption d’énergie. Toutefois, en fondant cette poix, on trouva qu’elle isolait assez fortement pour dévier les feuilles d’or d’un électros-cope qu’on en approchait. Cette matière semble donc pouvoir être employée à très bon compte, pour la construction des électrophores, et en général dans tous les appareils où l’on a pas besoin d’un corps rigide; il est très vraisemblable qu’elle est transparente, sauf pour les ondes de très petite longueur.
- , La préparation des lentilles n’alla pas sans difficultés; on découpa deux supports de bois ayant la forme d’un segment d’hyperbole, on cloua dessus une feuille de zinc et on commença à y fondre de la poix, la surface fluide supérieure constituant la surface plane de la lentille.
- Tout alla bien jusqu’à ce que le moule fût à peu près plein, mais alors par son poidslefluide arracha le zinc de ses supports et s’écoula. On construisit deux nouveaux moules sur le même modèle, mais plus solides, et supportés par un lit de sciure de bois et de terre. Au milieu du moule, on plaça deux minces plaques de bois, qui auraient permis de diviser au besoin chaque lentille en deux parties ; on obtint ainsi deux lentilles ayant 85 centimètres de haut et 90 centimètres de large. L’épaisseur maxima (du sommet de l’hyperbole à la surface plane de la lentille) était 21 centimètres.
- Pour faire l’expérience, on plaçait les lentilles aux deux extrémités d’une table de bois de 2,50 m. de long, les surfaces planes en regard et aussi parallèles que possible. Leur distance était d’environ 180 centimètres, et restait constante pendant toutes les expériences. La table était dans un couloir; d’un côté, elle touchait un mur de briques d’environ 40 centimètres d’épaisseur, et de l’autre il restait un passage de 54 centimètres de large entre les lentilles et une armoire.
- Le vibrateur était placé, avec sa bobine excitatrice, sur une petite table dont on pouvait modi- | fier la hauteur; le plan des disques était toujours |
- parallèle à celui des surfaces planes des lentilles. On avait cherché à le disposer suivant la ligne focale de la première lentille; mais apparemment on avait admis une valeur trop élevée pour l’indice de réfraction, et la position la plus avantageuse sembla être à 5 1 centimètres du sommet de la lentille. Nous appellerons « plan axial» le plan de symétrie qui passe par les lignes focales des deux lentilles. 11 contient leurs axes et celui de l’excitateur. Les ondes semblent être émises avec plus d’intensité dans le plan normal aux disques de l’excitateur que dans les plans de ces disques.
- L’effet direct du vibrateur sur le résonateur était appréciable jusqu’à une distance de 120 centimètres dans le plan axial, pour le cas le plus favorable, c’est-à-dire dans une chambre très obscure, aussitôt après le nettoyage des boules du vibrateur. Dans les mêmes circonstances, la résonance n’était observable que jusqu’à l’arête de la première lentille, c’est-à-dire à 85 centimètres du vibrateur, dans une direction inclinée à 30° sur le plan axial. On mesurait grossièrement l’intensité de la radiation en un point, en y plaçant le résonateur, et on disposait l’interrupteur de façon à obtenir un flux continu d’étincelles; on l’amenait ensuite sur la ligne joignant le vibrateur à l’arête de la première lentille (ligne de référence), et on observait la distance à laquelle les étincelles cessaient d’être continues. Quand l’intensité était très faible, on adoptait la méthode inverse; on réglait le résonateur sur la ligne de référence et on l'amenait au point où l’on voulait observer l’intensité.
- Voici ce qu’on observait entre les deux lentilles quand le vibrateur coïncidait avec la ligne focale de la première. Le résonateur donne'de brillantes étincelles dans le plan axial près de la première lentille, tant qu’on le maintient parallèle au vibrateur. En le faisant tourner dans un plan perpendiculaire au plan axial, on voit les étincelles décroître en éclat et en longueur; elles disparaissent entièrement quand le vibrateur et le résonateur sont à angle droit. Si on continue la rotation, les étincelles réapparaissent et reprennent leur éclat primitif quand le résonateur atteint de nouveau sa première position. Si on place le résonateur dans le plan axial et qu’on le déplace parallèlement à lui-même vers le bord de la lentille, l’intensité des étincelles diminue graduellement à mesure qu’on approche du bord, et, du côté du mur, les étincelles cessent complètement au voi-
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- sinage de l’arête. De l’autre côté, elles sont nettement visibles jusqu’au bord de la lentille, puis cessent brusquement quand elles ne reçoivent que l'effet direct.
- Le commencement de la production des étincelles, aussitôt que le résonateur entre dans l’ombre de la lentille, est très net. On observe les mêmes phénomènes à toute distance de la première lentille; mais l’intensité de la radiation diminue naturellement à mesure qu’on s’éloigne du vibrateur. Les radiations sont toujours un peu plus faibles du côté du mur que de l’autre côté. On n'a pas pu déterminer avec certitude la cause de ce fait, mais il semble être dû à quelque action du mur lui-même. En modifiant légèrement la position du vibrateur, on ne fait pas disparaître cet effet; il n'est donc pas dû à ce que le vibrateur n’est pas dans la ligne focale. 11 ne semblait pas y avoir de défaut dans la lentille qui permît de l’expliquer.
- La concentration des radiations par la lentille est très marquée. A leur sortie delà première lentille dans le plan axial, elles sont presque aussi intenses que quand elles tombent sur la surface courbe, c’est-à-dire que l’intensité ne diminue pas sensiblement pendant le passage à travers une épaisseur de poix de 21 centimètres. Mais, cette concentration résulte encore plus nettement du fait que, dans le plan axial, à la surface de lu seconde lentille (à 250 centimètres du vibrateur), les étincelles ont exactement la même intensité qu’en un point placé à 100 centimètres dans le même plan si la première lentille était supprimée, ou encore de ce que le résonateur donne facilement des étincelles à la surface de la seconde lentilles, tandis qu’il n’en donne plus sur la ligne de référence à une distance supérieure à 70 centimètres. A la surface de la seconde lentille, l’irrégularité mentionnée plus haut est un peu plus considérable qu’à la surface de la première.
- Au delà de la seconde lentille, les rayons convergent comme on s’y attendait, et ils se rencontrent en un point bien défini; mais l’intensité des étincelles au foyer de la seconde lentille n’est pas sensiblement plus grande qu’à sa surface. Ceci semble dû, d’après les auteurs, au fait que les rayons qui proviennent du bord de la lentille, ayant effectué dans l’air un trajet beaucoup plus long que ceux qui sont dans le plan axial, ont perdu beaucoup de leur intensité, les différences entre les intensités en différents points ne pour-
- raient être mises en évidence qu'à l’aide d’un résonateur plus délicat. Le cône de rayons situé entre la seconde lentille et sa ligne focale a une intensité presque uniforme au voisinage du plan axial. Au bord du cône, l’intensité diminue brusquement; en déplaçant le résonateur parallèlement à lui-même dans un plan perpendiculaire au plan axial, la naissance et la disparition des étincelles indiquent nettement les limites du cône. Le cône est légèrement dissymétrique, à cause de la perturbation qui se manifeste du côté du mur, mais la convergence des rayons vers un foyer est hors de doute.
- On a fait également des observations sur les rayons au-delà de la ligne focale de la seconde lentille. On mettait le résonateur en activité à une distance de 80 centimètres du vibrateur dans la ligne de référence, puis on le portait au foyer de la seconde lentille et là il donnait des étincelles intenses. Au-delà du foyer on devinait une divergence du cône de rayons, qui devenait plus manifeste quand les boules du vibrateur étaient tout à fait propres; mais un résonateur plus sensible aurait été nécessaire pour démontrer l’existence de cette divergence. Dans le plan axial lui-même, le résonateur était influencé, dans les conditions les plus favorables, à une distance de 120 centimètres au-delà du foyer de la seconde lentille; et il l’aurait peut-être été plus loin sans la présence d’une conduite d’eau chaude en fer, de 9 centimètres de diamètre, qui courait du plancher au plafond du couloir au voisinage de ce point. La plus grande distance à laquelle on peut observer une étincelle s’est élevée jusqu’à 450 centimètres, tandis que, sans les lentilles, elle était seulement de 120 centimètres. 11 faut ajouter que la distance des lentilles était de 180 centimètres et qu’on n’a pas essayé d’allonger la partie parallèle du rayon en augmentant cette distance.
- Pour déterminer expérimentalement la longueur d’onde des vibrations, on plaça une feuille d’étain contre la surface plane de la seconde lentille. Les rayons réfléchis sur cette feuille interféraient avec les rayons incidents, comme dans quelques expériences de Hertz. Au voisinage de la lame, on n’observa pas trace d'étincelles. En éloignant le résonateur, les étincelles apparaissaient, atteignaient un maximum, puis disparaissaient de nouveau à une distance de 50 centimètres de la lame.
- Le lieu de la disparition était nettement défini.
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- On voyait de nouveau des étincelles, en éloignant encore le résonateur et, tant qu’il était maintenu parallèle au vibrateur, on ne pouvait plus observer de disparition nouvelle. Mais, en le faisant tourner dans le plan axial, on trouvait un point pour lequel la rotation nécessaire pour faire disparaître les étincelles passait par un minimum. Le centre du résonateur était alors à loi centimètres de la lame réfléchissante. On retrouve bien la valeur de la longueur d’onde calculée, ioo centimètres.
- Dans les expériences précédentes, le vibrateur était toujours placé dans la ligne focale de lapre-
- Fig. 3
- mière lentille, c’est-à-dire verticalement. On a fait ensuite plusieurs observations, en faisant tourner le vibrateur de façon que son centre restât dans le plan axial, mais que sa direction fût inclinée sur ce plan. Les effets furent toujours ana-nalogues à ceux qu’on vient de décrire, même quand le vibrateur et le résonateur étaient à angle droit, mais l’intensité de la radiation au-delà delà première lentille avait diminué. On ne pouvait plus observer la concentration des rayons par la seconde lentille, même quand le vibrateur avait tourné de io° ou 200 seulement, parce que l’intensité était trop faible.
- Je termine ce chapitre en citant l'œil électrique gradué ou harpe électrique, construit par M. Robinson, assistant de M. Lodge, et présenté par ce
- dernier à la Société de physique de Londres, le 12 juin dernier. Sur une lame de verre sont fixées (fig. 3) des bandes de papier d'étain de différentes longueurs séparées, à leurs deux extrémités, d’autres feuilles d’étain par de petits inler-valles à travers lesquels jaillissent des étincelles. Quand on fait tomber des radiations électromagnétiques sur l’appareil, l’une de ces bandes est influencée.
- Dans la même séance, M. Lodge a proposé de substituer au mot résonance, qui s’emploie déjà pour le son, les termes syntonique et syntonie.
- C. Ravhau.
- (A suivre.)
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (*).
- Nous avons fréquemment entretenu nos lecteurs des essais et des projets tentés ou exposés aux Etats-Unis pour remplacer sur les chemins de fer la traction par locomotives par la traction électrique (2).
- Nous considérons ces tentatives comme absolument prématurées dans l’ordre général des choses; c’est-à-dire qu’à notre avis l’électricité ne paraît pouvoir être utilement substituée à la locomotive, pour le moment, ou dans l’état actuel de nos connaissances, que dans des cas particuliers, analogues à celui du South London (3), où son emploi a permis d’établir et d’exploiter les voies dans des conditions d’économie, de salubrité et de sécurité presque incompatibles, en l’espèce, avec la locomotive à vapeur.
- Ce n’est pas à dire que dans l’avenir il en sera toujours ainsi; car, si la locomotive paraît avoir donné à peu près tout ce que l’on peut espérer d’elle en dehors d’une transformation complète des voies, la traction électrique, à peine née et déjà si merveilleusement développée, ouvre le champ à toutes les espérances. Mais cette confiance très légitime dans l’avenir devrait, au lieu de
- (') La Lumière Electrique du 4 juillet 1891.
- (2) La Lumière Electrique, 13 juillet 1890, p. 68 et îb avril 1891, p. 112.
- (:1) La Lumière Electrique, 22 novembre 1890. p. 360.
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- pousser les électriciens à vouloir dès aujourd’hui entrer en concurrence avec la locomotive, les retenir au contraire sur cette pente dangereuse, et leur donner la patience d’attendre que les progrès généraux de leur belle science les mettent à même d’aborder avec quelques chances de succès une aussi importante application de l’électricité.
- Les expériences prématurément tentées dans ce sens, forcément défavorables à l’électricité, ne peuvent, en effet, que la discréditer aux yeux des ingénieurs de chemins de fer, tout naturellement portés, d’autre part, à conserver cette locomotive, qu’ils ont su porter, par le travail de plusieurs générations, à une perfection véritablement admirable.
- Tel est le cas d’un essai comparatif exécuté en 1889 sur 1’ « Elevated Railroad », de New-York, entre une locomotive ordinaire et un locomoteur électrique de 120 chevaux (*). Cet essai se trouve décrit dans ce numéro même, d’après le compte rendu que nous en avons donné dans la Revue générale des chemins de fer de février 1891, et les conclusions du rapporteur, M. Moss, sont des plus défavorables à l’électricité, qui coûterait, d’après lui, même aux faibles vitesses de 20 à 24 kilomètres, en charbon et en eau, 4 à 5 fois plus cher que la traction par locomotives.
- Les appréciations de M. Moss sont évidemment exagérées, même dans l’espèce, et l’extrême infériorité du locomoteur provient tout simplement, en très grande partie, de ce qu’il n’était pas construit pour marcher en concurrence avec la locomotive aux vitesses normales de l'exploitation. C’est ce qu’a très bien fait ressortir dans une remarquable brochure, M. Ernest Gérard, ingénieur principal aux chemins de l’Etat belge (z), dont nous reproduisons ici les conclusions. Mais les ingénieurs de chemins de fer ne lisent pas tous la brochure de M. Gérard et beaucoup accepteront très volontiers les conclusions de M. Moss comme caractérisant aujourd’hui très exactement, et en général, la situation des locomoteurs électriques vis-à-vis de la locomotive.
- Pour nous, l’obstacle à la généralisation de l’électricité comme agent de traction sur les chemins de fer ne viendra pas du rendement de traction, c’est-à-dire du prix de revient de la tonne-kilomètre, mais plutôt de la difficulté, en
- (') La Lumière Electrique du 22 novembre 1890, p. 360. (2) « Note à propos d’un essai de traction électrique sur un railway ». Bruxelles 1891, chez Weissenbruch.
- apparence extrême, d’assurer à l’électricité la sécurité et la stabilité presque parfaite ainsi que la souplesse infinie du service des locomotives.
- Voici maintenant les conclusions de M. Gérard en ce qui concerne le rendement de traction :
- « Isoler un seul poste de dépenses de toutes celles qu’entraîne un système de traction, ou un mode d’exploitation, c’est risquer de faire fausse route : on peut consentir à des sacrifices d’un côté, pour se rattraper amplement d’un autre, ici, nous nous sommes confiné dans l’examen du rendement de traction en lui-même.
- «Sansaucun doute, le rendement de traction est en quelque sorte fonction du mode d’exploitation; en d’autres termes, étant donné un système de traction, et, dans ce système, un moteur déterminé, si l’on veut en tirer un bon parti, il faut en soumettre l’emploi àcertaines conditions de charge et d’horaire, le mot charge comportant également l’idée de profil en long de la voie. A cette loi n’échappent pas, comme on l’a vu plus haut, les phénomènes de la distribution dans la locomotive à vapeur, et c’est l’un des côtés spéciaux à ce système par où se trouve resserré le champ de production économique de la puissance et de son utilisation avantageuse.
- « A celles de ces conditions qui s'appliquent également à la traction électrique s’ajoutent, en fait d’exigences spéciales d’emploi, une répartition convenable du nombre de trains ou de voitures, et même un maniement particulièrement habile de chaque moteur. Ayant dirigé ses observations sur ce dernier point, M. Reckenzaun, lors d’essais récents (*), constata une économie se montant à 25 0/0 sur la quantité d’énergie électrique absorbée par l’électromoteur d’une voiture chargée d’accumulateurs, lorsque l’électricien conduisant la voiture fut plus expérimenté, moins nerveux, mieux dressé à la manœuvre opportune du commutateur. Répartis sur un plus grand nombre de voitures judicieusement espacées, les défauts ou qualités du personnel et les fluctuations de la puissance absorbée par les moteurs compensent mutuellement leurs influences sur la marche des engins fixes à l’usine.
- « En deux mots, plier le service aux exigences d’ordre technique du système, c’est le moyen de lui faire donner actuellement, dans la locomotion, le rendement élevé qu’il donne à poste fixe.
- (9 The Elcctrician du 9 mai 1S90.
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- « Inversement, pour l’adapter à tout service, et notamment à un service de trains-tramways médiocrement réguliers, insuffisamment fréquents, il est certains progrès à réaliser si l’on veut obtenir du moteur électrique une application très économique, dans de telles conditions de souplesse».
- Si l’on analyse les divers renseignements obtenus sur la traction électrique- « directe », on constate que les électriciens sont favorablement fixés sur le mode d'envoi du courant à distance par le câble suspendu, lequel conduit environ 90 0/0 du courant au moteur.
- Ce qui fait l’objet de leurs soucis, c’est le maintien d’une production et en même temps d’une consommation moyenne,de courant relativement
- élevée, et surtout son utilisation économique dans l’appareil de traction proprement dit. D’innombrables dispositifs d’électromoteurs et de mécanismes s’étudient de toutes parts, en vue de permettre un « lancé » de la bobine à la vitesse angulaire favorable à la réaction électrique et indépendante de la vitesse du véhicule, condition d’un bon rendement final, on le sait.
- A l’usine, de meilleurs résultats s’obtiennent d'une machine à vapeur à marche rapide .accouplée à la dynamo que d’une machine à marche lente avec courroies et poulies de transmission.
- Les appareils de réglage actuels à détente variable, bien que sensibles, n’agissent pas avec toute la rapidité voulue : M. Bell a constaté qu’il
- fallait deux secondes pour qu’une augmentation d’énergie demandée sur la ligne, et marquée par un nombre d’ampères supérieur, entraînât le mouvement voulu du régulateur. A notre avis, c’est sous l'action directe du courant que devrait s’opérer ce mouvement, et ce, moyennant un dispositif facile à imaginer.
- Ce n’est pas ici le lieu d’insister en détail sur la nature des progrès à réaliser, malgré tout l’intérêt que cela présente pour les ingénieurs. Ce qui est essentiel à noter, et ressort à l’évidence des expériences, c’est d’abord qu’un vice d’ordre cinématique, outre la résistance propre qu’il crée sur le moteur, occasionne un fonctionnement anormal ou dispendieux de l’organe électrique; les essais de M. Snell indiquent à cet égard que d’un chiffre de 87,5 0/0, exprimant le travail amené sur l’axe de l’électromoteur, il reste à peine la moitié : 43,2 0/0, agissant utilement sur le câble de traction, le reste étant perdu dans le mécanisme. Et
- ces pertes se répercutent à l’usine génératrice, où toute variation de charge agit d’une manière si sensible sur le rendement, comme l’indiquent les expériences récentes de Londres, dont nous avons mentionné les résultats essentiels.
- En deux mots, on voit que, pour desservir économiquement une exploitation de chemin de fer par un service de trains-tramways, dont l’allure est si variée, la tâche du mécanicien, autant que celle de l’électricien, est d’arriver à un système où les organes électromécaniques et la machine à vapeur, tout en présentant le minimum de frottement, s’assouplissent sur le champ aux fluctuations subites et fréquentes, en vitesse ou en charge, que demande ce genre de service.
- Par là même, on voit que si un service de chemin de fer n’exige pas ces fluctuations incessantes d’allure de marche, il s’accommodera bien plus aisément à l’emploi économique de l’électricité sur de grandes lignes, à longs parcours uni-
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- formes; en appropriant bien le type d’électromoteur au profil et au genre de train donné, on arriverait sans peine à se rapprocher des limites des rendements maxima : c'est-à-dire, qu’en pleine voie, et à la vitesse normale, on pourrait espérer d’une installation parfaite des rendements se rapprochant des maxima obtenus, pour les différentes phases de la transformation, dans les installations fixes; mais on aurait lieu d’être très satisfait si l’on atteignait 0,81 comme rapport du travail électrique disponible à l’usine au travail indiqué sur les pistons,0,90 pour le rendement de la ligne, et 0,85 comme rapport du travail disponible sur
- l’axe de l’électromoteur au travail électrique reçu à ses bornes; et rien ne s’y oppose dans les conditions de marche supposées. Cela conduit donc au rendement de 62 0/0 à la jante, en supposant supprimé tout organe de transmission indépendant des axes électriques. Quant au rendement de traction, il serait fonction de la charge et de la vitesse normale ou moyenne, mais il se rapprocherait de très près du rendement des locomotives à vapeur des trains express, c’est-à-dire de 5o 0/6 en général, et même, d’après M. Regray, de 42 0/0 seulement de la puissance produite.
- Le rendement économique serait aussi favorable,
- Fig. 3.
- car, à l’heure actuelle, la combinaison par attaque directe de la dynamo par la machine à vapeur a permis à la maison Mather et Platt, de Manchester, de fournir le cheval électrique effectif aux bornes de la dynamo à raison de 11,3 k. de vapeur par heure, et à la maison Sautter, de Paris, pour l’installation du cuirassé le Neptune, à raison de 11 kilogrammes par heure à 6 atmosphères O). C’est à peu de chose près le chiffre de la dépense de vapeur par cheval-heure sur les pistons d’une locomotive à voyageurs. Ces chiffres combinés avec les coefficients 0,90 et 0,85 ci-dessus, donnent évidemment l’avantage final au système électrique appliqué dans les conditions indiquées.
- Ainsi que nous l’avons vu souvent, l’un des
- points faibles des locomoteurs électriques consiste dans les transmissions nécessaires pour réduire sur les essieux la vitesse de la dynamo. Ces transmissions sont en général d’un rendement plus bas que celle — bielle ou manivelle — des locomotives, et surtout d’un entretien plus difficile. C’est pour cela qu’un grand nombre d’électriciens n’ont pas hésité à diminuer, au risque d’en augmenter le prix et la perte électrique, la vitesse des armatures de leurs locomoteurs, afin d’actionner les essieux le plus directement possible, parfois même sans transmissions aucunes.
- Tel est, par exemple, le cas de la dynamo du locomoteur Short réprésentée par les figures i et 2, où l’armature est portée par un long tube enveloppant l’essieu moteur, dont il entraîne les roues par les ressorts mêmes qui le supportent. Cet entraînement flexible garantit l’appareil de
- (l) L‘Electricien, 8 novembre 1890, p. 1201.
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- tout choc au démarrage. Le diamètre de l’armature plate du type Gramme, à sections multiples, doit être aussi grand que possible, ce qui mène à des roues de 900 millimètres environ de diamètre, de manière à laisser entre les parties les plus basses de la dynamo et la voie un jeu de 150 millimètres environ. Les inducteurs à quatre pôles sont du type Brush.
- D’après YElectrical World, du 16 mai 1891, ces dynamos se sont parfaitement comportées dans de nombreux essais exécutés à Cleveland, avec un
- D E
- Fig. 4 et. 5. Transmissions différentielles Edison (1890).
- inventeur, à train de White DEF, commandé par deux armatures A et B semblables et tournant en sens contraires, folles sur l’axe C, en entraînant les pignons D et E. Le pignon F entraîne à son tour l’arbre C, qui peut être l’essieu moteur, avec une vitesse proportionnelle à la différence des vitesses de D et de E.
- Lorsque le champ magnétique de A est plus faible que celui de B, la dynamo Ajournant plus
- Fig. 6 et 7. — Transmission Christiansen (1891).
- locomoteur de 20 chevaux, supportant notamment le renversement en pleine marche sans aucun choc.
- La dynamo actionne, dans l’électrolocomoteur de M. Winkler (fig. 3), l’essieu d’avant par un train d’engrenages à cônes de friction, et l’essieu d’arrière par une transmission de câbles métalliques passant sur des poulies à gorges ondulées, de manière à augmenter notablemunt l’adhérence du câble.
- Nous avons décrit dans notre numéro du 18 avril 1891, p. 71, l’ingénieuse transmission funiculaire différentielle d'Edison. Les figures 4 et 5 représentent une transmission différentielle du même
- vite que B, entraîne l’arbre C dans sa direction
- A____________________g
- avec une vitesse —-—, et agit sur B comme un
- moteur transformant B en une génératrice dont le courant passe en A comme l’indique la flèche 3. L’inverse a lieu si le champ de B est plus faible que celui de A. La dynamo B entraîne C avec une vitesse B — A, et reçoit de A un courant suivant la flèche 5. Le mouvement de l’essieu C pourra donc être varié et renversé presque sans perte par le changement des vitesses des dynamos A et B.
- Supposons les dynamos A et B construites et montées pour tendre vers des vitesses égales et
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- contraires lorsqu’elles entraînent le locomoteur dans le sens de la dynamo A. Si le train s’accélère, B devient moteur, les courants suivent la flèche 5 au lieu de la flèche 3, en restituant à la' ligne, suivant les flèches 6, l’excès d’énergie du train. Si,
- au contraire, les dynamos sont montées de manière à mener, lorsqu’elles tournent à vitesses égales, le train dans le sens de la dynamo B, c’est la machine A qui devient la réceptrice de B, suivant la flèche 3, quand le train s’accélère. En
- un mot, les conditions dynamiques des dynamos A et B sont interverties quand le train, au lieu d’être entraîné par elles, les entraîne par sa vitesse acquise ; et, bien que l’une des machines agisse toujours comme moteur et l’autre comme dynamo, cette dernière engendrant un courant plus considérable que n’en peut prendre le moteur, il en retourne une partie à la ligne.
- Dans la variante représentée par la figure 5 les
- armatures et les inducteurs des dynamos A et B sont montés en dérivation sur le circuit de ligne -|—-, et pourvues d’un rhéostat H1, permettant de faire varier à volonté les intensités de leurs champs magnétiques. Lorsqu’on tourne l’aiguille I vers la gauche, on augmente l’intensité de A, et on diminue, celle de B; et inversement quand on la tourne à droite.
- Lorsque l’aiguille I se trouve, comme sur la
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- figure 5, dans sa position médiane, les deux dynamos tournent avec des vitesses égales et contraires, et l’arbre C reste immobile; lorsqu'on la déplace à droite ou à gauche, cet arbre tourne dans un sens ou dans l’autre avec une vitesse égale à la demi-différence de leurs vitesses, et que l’on peut ainsi faire varier dans des limites très étendues.
- La transmission de M.J. Cbristiamen a pour organe principal une courroie actionnant (fig. 6et7) les essieux par deux poulies E et des pignons PD, disposés de manière à suivre facilement les irrégularités de la voie. Cette courroie est entraînée par le serrage de deux galets M et L, calés l’un sur l’arbre de la dynamo, l’autre sur un arbre parallèle T,
- Fig. 9
- entraînée d’autre part, à son autre extrémité, par le serrage de deux autres galets N. La vis O permet de serrer ou de desserrer les galets L et M, pour démarrer ou arrêter le locomoteur sans faire varier sensiblement la vitesse de la dynamo. Il est malheureusement à craindre que la courroie ne résiste pas longtemps à l’action des galets moteurs.
- Les figures 8 et 9 représentent la canalisation souterraine adoptée par la Love Electric Street Railway Company, que l’on essaye en ce moment à Chicago, sur la Fullerton avenue. La canalisation, très simple et robuste, n’a que 400 millimètres de profondeur; les conducteurs en cuivre sont parfaitement protégés par un rabattement de la fente du trolly. Ce trolly attaque chacun des conducteurs par deux galets appliqués par des ressorts. La dynamo locomotrice est logée dans le locomoteur, et très soigneusement protégée par une cage de verre.
- Gustave Richard.
- ÉQUATIONS RÉDUITES
- POUR LE
- CALCUL DES MOUVEMENTS AMORTIS (*)
- Généralités sur les équations réduites.
- La méthode inaugurée par Van der Waals avec son équation réduite applicable à tous les fluides nous semble devoir être très féconde en physique tant au point de vue théorique qu’au point de vue pratique. Nous ferons ici quelques remarques générales sur ces équations.
- Toute mise en équation d’un phénomène naturel doit nécessairement donner une relation homogène par rapport à un système quelconque d’unités fondamentales.
- On peut toujours amener une relation à une forme telle que chacun des termes de la relation ait une dimension nulle par rapport aux unités fondamentales.
- Du reste, la présence dans un pareil terme d’une grandeur ayant certaines dimensions entraîne nécessairement dans le même terme une autre grandeur de mêmes dimensions pour que les dimensions puissent s'annuler les unes les autres.
- 11 est vrai que la coexistence de ces grandeurs de même nature peut n’être pas directement visible. Il peut se faire, par exemple, que considérant une première grandeur, la seconde de même espèce soit contenue dans une autre de dimensions plus complexes. Mais cette grandeur de même espèce que la première n’en existe pas rpoins, quoique sous forme implicite, et l’on doit toujours pouvoir par transformation ramener le terme considéré à ne plus contenir que des rapports de grandeurs de mêmes dimensions. On met ainsi sous une forme tangible cette proposition que toute relation mécanique ou physique résulte de la comparaison des grandeurs de même espèce.
- En considérant les rapports des grandeurs dont nous venons de parler, au lieu de s’occuper des primitives, on diminue notablement le nombre des quantités entrant dans une équation. On obtient donc une équation réduite plus générale que
- (*) La Lumière Electrique du i” août 1891.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLEC TRI CI TE
- 271
- la première, qui doit être du reste considérée comme une relation purement numérique, puisque toutes les quantités qui y entrent ont des dimensions nulles.
- On peut constituer une infinité d’équations réduites différentes pour une même équation. Soit
- —, étant des rapports de grandeurs de
- Xo y o
- même espèce.
- On peut poser :
- x .
- — = A nx,
- x,
- A, B, C étant des coefficients numériques que l’on peut choisir d’une façon absolument arbitraire. L’équation réduite sous la forme
- F (A nx, B ny, C «{•) = o
- contient une infinité d’équations distinctes différant entre elles par les valeurs adoptées pour les nombres A, B et C.
- Voici, par exemple, l’équation de Van der Waals (8) (p. 307) :
- en prenant p, v, 0 comme types de dimension on voit que :
- a a les dimensions de v2p, b — v,
- donc en désignant par p0, v0, 60 une certaine pression, un certain volume spécifique et une certaine température absolue, on peut poser
- a = A p„
- b — Bd, (16)
- A, K, C étant des nombres choisis arbitrairement, et l’équation de Van der Waals devient
- p c 0 1 A
- pr o„,_B /.y,
- V. NB./
- ou, en prenant p0, v0, 60 comme unités,
- IC n0 A nv — B (uv)* ’
- (17)
- Dans cette équation réduite A, B et C peuvent être choisis à volonté et desunités particulières employées p0, v0,0o sont tirées des équations (16), soit
- p‘ = Â|
- = g b (18)
- CB a b
- R-
- Pour un autre fluide caractérisé par d’autres constantes a’, b', R' l’équation réduite sera la même (17) à condition de conserver les mêmes valeurs numériques pour A, B, C dans des équations analogues aux équations (18) servant à déterminer les nouvelles unités^, v'0, O'o.
- Lorsque l’on prend comme unité la pression critique pc, le volume spécifique ve et la température absolue critique 0C, cela revient à considérer le cas particulier où l’on pose
- 11 y a donc une infinité d’équations réduites pour représenter les transformations de tous les fluides. Non seulement il n’est pas nécessaire de choisir les constantes critiques comme unités, mais il n’est pas même necessaire de choisir comme unité des valeurs p0, v0, 0O correspondant à un même, état du corps, c’est-à-dire satisfaisant à l’équation (8). On peut, par exemple, prendre A = 1, B = 1, C = 1, et l’équation réduite sera simplement :
- _ «0______ !
- ,lP ,id — 1 nv*
- Toutefois, si théoriquement les valeurs adonner à A, B, C sont indifférentes, pratiquement il vaut évidemment mieux choisir des unités ayant une signification physique particulière et importante.
- C’est précisément ce que nous avons fait pour les équations réduites du mouvement d’un système amorti (1). Nous aurions pu choisirdes unités différentes, mais en tenant toujours compte de ce que a et b ont mêmes dimensions et que ces dimensions sont l’inverse d’un temps, puis en tenant compte également de ce que a a les mêmes dimensions que a0.
- Voir l’article paru dans le précédent numéro.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Des états correspondants.
- i
- Calculs numériques et courbes.
- Van der Waals remarque qu’à une solution up, uv, «9 de l’équation réduite des fluides correspond pour chaque fluide un certain état.
- On a ainsi des états correspondants pour les divers fluides et deux corps pris dans des états correspondants ont des propriétés anàlogues.
- Dans l’étude d'un mouvement amorti nous pouvons considérer de même des états correspondants de mouvement pour deux systèmes différents lorsque ces états de mouvement seront représentés par une même solution (na, na, nt) de l’équation réduite.
- Pour que dans les états correspondants il y ait une analogie mécanique ou physique véritable, il faut que les états qui se correspondent soient les mêmes, quelle que soit l’équation réduite adoptée ; c’est ce qui a lieu. En effet, si deux états se correspondent avec une première équation réduite, on aura par exemple
- x, x' étant une même grandeur sous deux états correspondants dans deux systèmes différents, x0 x0' les unités relatives à ces deux systèmes.
- Si on prend une autre équation réduite, cela revient à changer d’unités en faisant varier dans le calcul de celles-ci les coefficients numériques tels que A, B, C considérés plus haut, mais cette variation sera la même quel que soit le système; donc les nouvelles unités s’obtiennent en multipliant x0 et x0' par un même facteur K on aura pour la nouvelle équation réduite
- La grandeur réduite sera encore la même pour les deux systèmes, donc les états se correspondent encore.
- A propos des états correspondants on peut remarquer que pour obtenir une même équation réduite avec deux systèmes différents il est nécessaire de prendre comme unités les grandeurs de deqx états correspondants des deux systèmes.
- Ces états correspondants peuvent du reste être réels ou imaginaires. Ils sont réels quand les grandeurs servant d’unités correspondent à un état pouvant exister dans le système. Ils sont imaginaires dans le cas contraire.
- Des élèves de l’Ecole de physique et de chimié de la ville de Paris ont effectué avec soin des calculs numériques et construit les courbes représentant les équations réduites (il), (12), (13), (14) (p. 208), relatives à un mouvement amorti.
- M. Langevin a fait les calculs relatifs aux mouvements apériodiques pour divers degrés d’amortissement (na > 1).
- Voici comment il a posé les calculs relatifs à l’équation (14). Soit :
- a _ ( , 4-_VJL. \ c — (na —s/na2 — 1)21 nt
- \
- B = (_________ i\ e — ("a + ylna'i — ' ) 2 it
- 'V«a2— 1 /
- l’équation (14) devient :
- na = + B) 093
- Or B décroît assez rapidement quand nt va en augmentant. Si bien que si on se donne une précision déterminée,par exemple, pour les valeurs de na., le terme B est négligeable à partir de certaines valeurs de nt et le calcul se simplifie.
- En prenant les logarithmes on trouve pour log A et log B des expressions de la forme
- log A = m — p nt log B = b — q nt
- (20)
- m,p,b, q étant des constantes. Le tableau 1 donne les valeurs de ces constantes pour divers degrés d’amortissement na.
- TABLEAU I
- 11a m p ' b 1
- '.5 °,369s1 1,04230 ',53357 7,1448
- 2 53339 0,73119 1,18950 10,1835
- 3 31401 46818 2,78200 15,9043
- 4 30809 34660 2,51581 21,4833
- 6 30410 22900 2,15184 32,5180
- 8 30274 17122 3,89792 43.4890
- 10 30212 13678 3,70224 54,43«o
- 20 30131 06826 3,09773 109,0830
- 100 30105 01364 5,69900 545,74
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 373
- TABLEAU II. — Valeurs de na pour diverses valeurs de na el de nt. (na > U.
- nt na = 1 "« = 1,5 ua = 2 j/tf = 3 na = 4 na — 6 «a = 8 Mrt = IO = 20 ;/a = 100
- 0,00 1,00000 I,00000 1,00000 I,0000 I,0000 1,00000 1,00000 1,0000 1,00000 1,00000
- 01 99810 0,9981I 0,99819 0,99825 0,9983 0,9984 0,9985 0,9986 0,9991 0,9997
- 02 99275 99301 99330 99377 9942 9949 9955 9960 9976 9994
- °3 98430 98517 98599 98743 9886 9905 9919 993' 9959 9991
- 04 97325 97516 97689 97983 9822 9857 9887 99?° 9943 9088
- 05 95990 96335 96645 97140 97=13 9809 9843 9868 9928 9985
- 06 94450 95011 95485 96242 9680 9757 9805 9837 9912
- 07 92750 93572 94260 95306 9607 9707 9766 9806 9897
- 08 Q0900 92046 92974 94357 9332 9655 9727 977=: 9881
- 09 88930 90449 91627 93393 9459 9004 9690 974=1 9866
- 10 86870 88803 90298 92425 9384 9554 9651 97'4 9850 9969
- 12 82523 85409 87563 9049 9235 9453 9575 96 53 9819
- 15 75690 802 36 83460 87649 9017 9305 9463 9563 9773
- 17 71070 76812 80771 85780 8874 9207 9388 9503 9742
- 20 64225 71808 76861 83050 8662 9063 9278 94'3 9697 9938
- 22 59795 68593 74370 81278 8527 8968 9205 9354 9666
- as 5344' 63976 7072 78692 8325 8827 9097 9266 9621
- 27 49436 61041 6843 77013 8194 8735 9025 9208 9590
- 3° 43806 56867 6501 74502 8000 8597 8920 ÇI21 9545 9907
- 32 40314 54318 62860 72972 8507 8850 9064 9515
- 35 55479 50545 59763 70650 8374 8745 8979 9471
- 37 32518 48176 57785 69143 8286 8672 8022 9441
- 40 28458 44829 54940 66943 7386 8156 857^ 8838 9397 9875
- 42 25996 42728 53120 65015 8070 8507 8783 9367
- 45 22645 39760 30500 63430 7943 8407 8700 9323
- 47 20627 37891 48831 62077 7860 834' 8646 9294
- 5° 17898 35265 46427 60101 6820 7737 8243 8564 9250 9844
- 55 14064 31276 42679 56948 7555 8082 8430 9178
- 60 10996 27740 39233 54070 6296 7339 7925 8299 9106 9814
- 65 08361 24943 36065 51128 7148 7770 8170 9035
- 70 0.3639 21321 33153 48445 5613 6962 7618 8041 8964 9783
- 75 051317 '9354 30477 45903 6781 7470 7016 8894
- 80' 039543 17165 28016 43494 5567 6605 7323 7792 8824 9752
- »5 030387 15224 25755 41212 6433 718. 7670 8755
- 90 023295 13502 2 3675 39049 4956 6265 7040 755' 8686 9721
- 95 017817 11975 21763 37000 6i02 6903 7433 8618
- I ,00 013600 10621 20007 35058 4576 5944 6768 7316 8551 9691
- 05 010362 09420 18391 33219 5789 6635 7202 84^4
- 10 007880 08355 16901 31476 4225 5639 65O6 7090 8417
- 15 005985 07410 '554' 29824 5492 6380 6976 835.
- 20 004540 06572 14286 28259 3901 5349 6255 6870 8289
- 25 003437 05856 '3'33 26776 5210 6133 6762 8221
- 30 002600 05 I 70 12072 25371 3601 5074 6013 6652 8.57
- 35 045854 11008 24040 4942 5896 6503 8093
- 40 00148 040670 10202 22778 3325 4814 5781 6450 ' 8030
- 45 036070 09378 21583 4688 5668 6350 7967
- 5° 000867 031991 08621 20450 3070 4565 5557 6250 7905 9540
- 55 028373 07925 19377 4447 5449 6153 7843
- 60 00047I 025165 07285 185&0 2834 4532 5342 6O56 778i
- 65 022320 06697 '7397 4219 5238 5963 7720
- 70 000267 019795 06656 16434 2617 4109 5136 5869 7660
- 75 017557 05659 15619 4004 5036 5777 7600
- 80 000148 015571 05202 14799 2416 3898 4937 5687 754°
- 85 013811 04782 14023 3797 4841 5598 7481
- 90 000085 012250 04396 13287 2231 3098 4747 55" 7423
- 95 010864 04041 12590 3002 4654 5425 7360
- 2,00 000048 009635 03715 I 1929 2060 3508 4563 5340 7307 9391
- 10 007580 03139 10710 1902 3328 4387 5'74 7193
- 20 000015 005965 02653 096157 1750 3'57 4217 5014 7081
- 30 004095 02242 086331 1021 2995 4054 4858 6971
- 40 0000042 003690 01894 077508 '497 2841 3897 4708 6862
- 50 002902 01601 069591 1382 2695 3747 4562 6755 9245
- 60 002283 01353 062476 I27O 2555 3602 4420 6650
- 70 001796 01143 056091 1178 2425 3462 4283 6546
- 80 001412 00966 050359 1088 2301 3329 4150 6444
- 90 001111 00816 045212 1002 2182 3200 4022 6343
- 3,00 000874 00690 040592 C927 2070 3076 3897 6244 9103
- 3,50 1590 3329 5770
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- 274
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Les valeurs de ce tableau permettraient de cal- | culer à l’aide des équations (20) et (19) les valeurs
- Fig. 2. — na. fonction de nt pour diverses valeurs de l’amortissement, na = 1.
- Fig. 3. — na. fonction de nt pour diverses valeurs de l’amortissement, na — 1.
- de Ha. pour des valeurs de nt ne faisant pas partie j Le tableau 11, à double entrée, donne les valeurs du tableau 11. I de na. pour diverses valeurs de na et de nt.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 375
- Les courbes (fig. 2) se rapportent à ce tableau (ordonnées na, abscisses nt).
- Les tableaux 1 et II et les courbes (fig. 2) se rapportent aux degrés d’amortissement 1, 1,5, 2, 3, 4, 6, 10, 20, 100.
- M. Cathelin a fait des calculs concernant des mouvements oscillatoires amortis na < [, équation (12).
- —itinaniV ,----na , -----"1
- na—e cosanVi— iiaint+-==sn\2Tz\li—na2nt .
- L y/i—na2 J
- Les calculs des tableaux III et IV et les courbes
- (fig. 3) se rapportent à des valeurs particulières de na choisies de manière à simplifier les calculs.
- Courbe I......... 11a = o,
- Courbe II........ na = - — 0,215.
- 4
- Courbe III....... na = ^ — 0,50,
- Courbe IV........ na = -1= = 0,70711,
- ___
- Courbe V......... na — ? = 0,96824,
- 4
- Courbe VI........ na — 1.
- TABLEAU III. — Valeurs de na. pour diverses valeurs de na et de nt. — (na < 1)
- nt na = 0 na = \ =°>25 na = - = 0,5 2 J 1 na —r V 2 = 0,7071 na _y/î5 4 = 0,968245 na = 1
- O + 1,00000 + 1,OOOOO +1 ,OOOOO + 1,00000 + ,00000 +1 ,00000
- 0,05 + 0,93100 + 0.95430 + 0,95550 + 0.0376 4- o.osooo
- 0,10 + 00902 . + 8274 4" »4 33 + 85467 4* 0,86728 + 86870
- 0,15 + 58778 + 6446 + 6902 + 7212 -b 75690
- 0,20 + 30902 + 4301 + 5203 + 57854 + 63618 + 64225
- 0,25 + 00000 2078 + 3527 + 4414 + 5344'
- 0,30 — 30002 — 0110 + 2005 + 32450 + 42707 4- 43806
- 0,35 — 58778 — '795 r 0715 + 2270 4- 35479
- 0,40 — 80902 — 3202 — 0269 + 1309 + 27069 4- 28456
- 0,45 * 95106 — 3996 — 0932 + 06697 4- 22645
- 0,50 — 00000 — 4419 — 1406 + 02060 + 17136 17898
- 0,55 — 95106 — 4343 — 1604 -— 01070 + 14064
- 0,00 — 80902 — 38928 — 1616 — 02992 T 09669 4- 10996
- 0,65 — 58778 — 3025 — 1485 — 03994 4- 08561
- 0,70 — 30902 — 2233 — 1223 — 04315 4- 05522 •b 06639
- o,75 00000 — 1245 —. 0999 — 04180 + 05152
- 0,80 h 30902 — 0287 — 0722 — 03768 + 03073 4- 03954
- 0,85 + 58778 + 0509 — 0449 — 03203 4- 03039
- 0,90 + 80902 H- 1227 — 0232 *— 02587 4- 01667 + 02 32Q
- °>95 + 95106 + 1651 — 0039 — 4- 01782
- 1,00 + 1,00000 + 1931 + 0075 — 01447 008830 b 01360
- >,°5 + 95106 + 0193 01036
- 1, 10 + 80902 + 0,1012 + 02482 — 00612 + 004552 4- 00788
- ','5 -b 58778 •i 026569 — 00257 4- 00598
- I ,20 + 30902 4- 1131 + 02560 — 00113 + 002291 4- 00454
- 1,23 00000 + 0227 4- 00344
- 1,30 • 30902 -b O O 4* 0188 4- 00119 + 001 10 + 00260
- ',35 . 38778 + 01282
- 1,40 — 80902 — 04575 + 009191 ~r 00185 00051 4- 00148
- ',45 — 95106 + 006446
- 1,50 — i,00000 — 08357 + 002221 + 00165 + 4- O O O oc •j
- ',55 — 0,95106 — c00638
- 1 ,to — 80902 — 08352 — 002499 + 00115 + 4- 00047
- ',65 — 58778 — 004031
- 1,70 — 30902 — 05626 — 004239 + 00065 4~ + 00027
- ',75 00000 — 004 306
- 1,80 ~\r 30902 — 01793 — 003994 + 00028 + OOOOO 4- 00015
- 1,83 + 58778 — 003431 — OOOOO
- 1,90 + 80902 + 01599 — 002761 + 00006 — 4- 00008
- i,95 + 95106 — 002069 — OOOOO —
- 2,00 t- 1,00000 + 03549 001778 00002 4- 00005
- Le tableau III, à double entrée, donne les valeurs de na. pour divers valeurs de nt et na.
- Dans le tableau IV :
- m est la pseudo-période réduite, m = ^r-.
- * O
- X est le décrément logarithmique.
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-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 276
- T est le rapport de deux élongations successives. ntu nt2, nt3, nt4 sont les temps réduits donnant les moments ou l’élongation s’annule la irc, 2e, y, 4e fois.
- «ai, «a», «a'», «a>v, «av sont les cinq premières élongations maxima ou minima.
- TABLEAU IV
- Les courbes en pointillé figures 2 et 3 donnent la première branche du lieu des points d’inflexion.
- La tangente à cette branche pour nu = o est égale à (—4 -k).
- Le tableau V donne les coordonnées des points d’inflexion et la vitesse en ces points pour diverses valeurs de na.
- na — 0 LO O II 2 na == 0,50 I na = — V 2 = 0,70711 na = 0,96824
- HT.. , 1,03280 1,15470 1,41422 4,00000
- >.... 0 0,811 1,816 3,'4't>9 12,168
- r.. 1 2,25 6,14 23,‘5 190700
- nt,\e 0,25 0,29974 0,5849 0,53033 1,«39 > 4
- nt% . 0,7? 0,81614 0,9622 1,23744 3,83914
- r.h • I,3S ,33254 1,5396 ,94455 5,83914
- nt 4- i,75 1,84894 2,1169 2,65166 7,83934
- nu1 + 1 +1 + 1 4-1
- nu11 I — 0,444 — 01628 0,049212 —0,000005
- nuul + 1 + 0,1974 4- 0,0265 4-0,001867 4-0,000000
- nuIV I — 0,0877 0,0049 —0,000081 —0,000000
- nuv. + 1 + 0,0390 + 0,0007 4-0,000003 4-0,000000
- Les coordonnées («æ)(«#) des points d’inflexion sont données, dans le cas où na < 1, par les formules
- arc tang
- V1 — h
- {lift =
- 27t <Ji — //<72
- — 2 n na {nt) (nu) = 2 na c }
- et dans le cas où na > i, par
- . log nep (na 4- \jna* — i )
- {nt) = ----------------7-~~~ô-----=------->
- 2 U V,J£*2 — 1
- ---2 TT lia lit
- (nu) = 2 na c ;
- dans le cas où na — 1, on a pour le point d’inflexion :
- {nt) =- ~ = 0,15915?,
- {lia) = j = 0,736 .
- Les points d’inflexion caractérisent le moment où les vitesses sont maxima dans le cas d’une oscilla-tioh matérielle, où le courant est le plus intense dans le problème des oscillations électriques.
- On a pour la vitesse au point d’inflexion
- (du a\ — 2 71 na lit
- TABLEAU V
- Coordonnées des points d’inflexion.
- na nt r,a. d nu d ut
- 0 0,25 0 —7,28319
- 0,25 2167 0,3558 —4,47'3>
- 0,50 1924 54056 —3,43403
- 0,70711 1768 64550 —2,86731
- o,q6824 1609 72789 —2,36127
- 1 I59>?5 7359' —2,31210
- ',5 137 82508 —1,72836
- 2 12101 87450 —1,37366
- 3 099189 92568 —0,96938
- 4 084795 95000 —0,74683
- 6 066666 97284 —0,509277
- 8 055516 98327 —0,386154
- 10 04788 98800 —0,310621
- 20 029388 99785 —0,156746
- 100 0084322 I,00000 —0,031470
- (A suivre.)
- P. Curie.
- chronique et revue
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Appareils de mesure électrostatique Ayrton et Mather (1890).
- MM. Ayrton et Mather ont récemment apporté aux appareils de mesure électrostatique un certain nombre de perfectionnements de détail dont les principaux sont représentés par les figures 1 à 23.
- Les aiguilles en aluminium des électromètres cylindriques sont, le plus souvent, construites en plusieurs pièces soudées ou rivées, sans assurer entre elles le contact électrique parfait indispensable pour la précision des mesures. MM. Ayrton et Mather font leurs aiguilles d’une seule pièce
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITE
- 277
- d’aluminiüm, en leur donnant de préférence l’une des formes représentées par les figures ! à 5 et 11.
- L’aiguille figure 1 est obtenue par l’emboutissage d'une feuille d’aluminium rectangulaire en forme de Z, soutenue par des fiches indiquées en
- feuilles D D découpées comme en figure 9, mais de dimensions inégales, et l’aiguille quadruple figure 3 de quatre feuilles D D D, Dj
- Les formes figures 2, 3, 4, 6, se prêtent parfaitement à la construction d’aiguilles en deux parties isolées l’une de l’autre. On peut soumettre a
- Fig. 1 à 11. — Ayrton et Mather. Appareils de mesure électrostatique : types d’aiguilles.
- Fig. 12 à 18.—Ayrton et Mather. Voltmètres électrostatiques à ressorts.
- pointillés en E. L’aiguille figure 5 est obtenue en partant d'une feuille découpée 11, repliée sur A B, avec ses projecteurs ttt rabattus au centre C. L’aiguille 7 est tirée de même d’une feuille 9. Les aiguilles 2 et 4 sont tirées des feuilles 8 et 10, de même que celle représentée par les figures 12 et 13.
- L’aiguille double figure 6 est faite de deux
- l’action électrostatique leurs deux surfaces : l’intérieure et l’extérieure, de manière à augmenter la sensibilité et la justesse ou la proportionnalité de l’appareil.
- Lorsqu’une aiguille est suspendue à proximité des parties fixes d’un électromètre, elle devient parfois instable pour une certaine différence de potentiel entre elle et les parties fixes, fonction
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- 27.8
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- de la distance où elle s’en trouve, de la puissance des attractions ou des répulsions réciproques, de la masse de l’aiguille et de la distance de son centre de gravité à son point de suspension.
- Afin d’éviter cette instabilité, MM. Ayrton et Mather alourdissent leur aiguille, mais en lui conservant un faible moment d’inertie autour de son axe, pour ne pas augmenter la durée de ses oscillations, et en faisant son fil de suspension aussi court que possible. Tel est le cas de l’aiguille représentée par les figures 12 et 13, dont la partie centrale est formée d’une tige en métal
- lourd, mais qui n’augmente pas le moment d’inertie axial de l’aiguille.
- Les figures 14 et 15 représentent un voltmètre électrostatique pourvu d’une de ces aiguilles. Les deux surfaces : intérieure et extérieure de l’aiguille N sont soumises à l’attraction des cylindres fixes CQ, supportés par l’anneau isolant E. L’aiguille est supportée par un fil métallique fin W, et est pourvue de butées qui l’empêchent de toucher les cylindres C Ca. On obtient ainsi une grande sensibilité.
- Dans certains cas, les parties des cylindres fixes
- Fig. 19 à 23. — Ayrton et Mather. Appareils de mesure électrostatique à ressort et à pendule.
- s’écartent des aiguilles d’autant plus que leur potentiel est plus élevé. Dans un électromètre à quadrants, par exemple, disposé. pour servir de voltmètre électrostatique et ayant par conséquent une paire de quadrants reliée à l’aiguille, cette paire de quadrants sera toute proche de l'aiguille et l’autre plus éloignée. C’est la disposition adoptée pour le voltmètre électrostatique représenté par les figures 19 et 20 et qui va jusqu'à 1500 volts.
- La grande proximité des cylindres C de l’aiguille augmente leur action d’écran et en amortit les vibrations par le frottement de l’air emprisonné. L’aiguille est reliée aux cylindres CC par son ressort S.
- Pour obtenir d’une forme convenable une
- courbe de calibration de l’appareil, c’est-à-dire, la courbe des déviations en fonction des quantités électriques correspondantes, on excentre parfois les surfaces de l’aiguille et des cylindres. D’autre part, pour simplifier la construction, l’on n’emploie parfois qu’une seule paire de quadrants cylindriques pour attirer ou repousser l’aiguille, en remplaçant l’autre paire par un cylindre complet ou par un tube faisant ou non partie du couvercle de l’appareil.
- La figure 23 représente une disposition de cylindres C Ci excentrés autour de l’aiguille N.
- Dans les appareils figures 14, 15 et 21 on n’emploie qu’une paire de quadrants cylindriques doubles, afin d’utiliser leurs deux surfaces, agissant sur les deux faces de l’aiguille, et les enve-
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- loppes extérieures de ces appareils sont reliées électriquement à l’aiguille pour lui faire écran.
- La forme et la disposition des aiguilles et des cylindres dépendent de l’amplitude maxima que l’on désire, de l’allure de la courbe de calibration et de la grandeur des quantités à mesurer.
- Pour obtenir une amplitude d’oscillation de 900 environ, on dispose parfois l’aiguille de manière qu’elle soit, au zéro, tout à l’intérieur des quadrants cylindriques actifs (fig. 14, 15, 20 et 21).
- Pour des déflexions plus grandes, on emploie de préférence des aiguilles unilatérales (fig. 5, 6 et 7) suspendues de manière que leur périphérie passe entre des parties du système fixe disposées de façon que la capacité du système varie quand l’aiguille tourne (fig. 23). On peut aussi disposer ces parties concentriquement à l’aiguille, mais (fig. 16, 17, 18) les découper de façon que leurs génératrices varient comme l’indiquent en figure 18 le développement du cylindre C C, et en figure j6 le pointillé de son enroulement.
- On peut obtenir, par l’un ou l’autre de ces moyens de variation des capacités avec la rotation de l’aiguille, des oscillations d’environ 270°, que l’on peut encore augmenter en faisant l’aiguille plus étroite.
- Quant à la forme de la courbe de calibration, elle dépend du caractère de la force antagoniste, et de la loi suivant laquelle la capacité électrostatique du système varie avec la position de l’aiguille : on peut, en combinant ces moyens, obtenir un appareil sensiblement proportionnel, ou très sensible dans une zone donnée de son échelle.
- Supposons la force antagoniste croissant uniformément avec la déviation de l’aiguille, c’est-à-dire fournie, par exemple, par un ressort. La disposition représentée par les figures 16, 17, 18, destinée aux hautes tensions, donnera des déviations presque proportionnelles. Les deux cylindres CC, de la forme développée figure 18, enve-loppentl’aiguille N, qu’ils protègent de l’induction du cylindre Q. En disposant l’aiguille de manière qu’elle se trouve le plus éloignée possible de la plus grande génératrice y du cylindre C, on augmenterait beaucoup la sensibilité de l’appareil, mais aux dépens de sa proportionnalité. Pour obtenir cette proportionalité des déviations, il faut donner au développement des cylindres CC une forme plus amincie que celle de la figure 18.
- Les cylindres excentrés de longueur invariable (fig. 23) donnent un appareil très sensible dans
- les parties élevées de sa graduation : la sensibilité de l’appareil fig. 19 et 20 est très grande entre 40° et 50°.
- Lorsque la force antagoniste diminue avec l’amplitude de l’oscillation, comme la pesanteur ou le magnétisme, il faut employer une disposition différente. Pour le cas de la pesanteur, par exemple, et lorsqu’on désire augmenter la sensibilité vers les hauts voltages, on peut employer la disposition représentée par les figures 21 et 22, où la capacité de l’aiguille par rapport aux cylindres Q augmente à peu près uniformément pendant un angle considérable ; mais comme le moment de l’aiguille varie proportionnellement aux carrés des différences de potentiel, tandis que celui de la pesanteur sur l’aiguille pendulaire augmente très peu de 45 à 900, il en résulte que l’appareil sera très sensible de 8o° à 900, par exemple.
- Les cylindres Q Ct sont reliés à la tige métalliques R, supportée parl’isolant o. Les contacts Tj Tz limitent lesjoscillations de l’aiguille, et^esî relié à l’aiguille et à l'enveloppe de l’appareil. Lorsque R occupe la pÔsition figurée en traits pleins, l’appareil est én court circuit, et on en peut vérifier le zéro. Lorsqu’on l’amène, en tournant M, R, dans la position pointillée, les cylindres Ci sont d’abord isolés puis reliés à T2, et le bras R repousse, en franchissant l’ouverture]X du quadrant, de U en V, l’aiguille P, qui ne se déplace alors sous l’influence électrostatique qu’à partir de V, sur une échelle très amplifiée au-delà de ce point.
- G. R.
- Sur quelques nouveaux ozonizeurs d’après M. le Dr Frœlich (•).
- Nous extrayons d’une conférence de M. le D1' Frœlich sur la préparation de l’ozone et sur ses applications quelques croquis de dispositions nouvelles d’appareils à effluves employés dans des recherches entreprises à la Société Siemens et Halske.
- La figure 1 représente] un de ces appareils, qui se compose de quatre tubes Siemens à espace effluvé annulaire, analogues à ceux que nous avons déjà décrits (2).
- (!) Elektrotechnisc-he Zeitschrift, 26 juin 1891.
- (’) La Lumière Electrique, t. XXXV, p. 157 et 006.
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- L’armature intérieure est métallique, mais/afin de pouvoir observer la couleur et la nature de l’effluve, l’armature extérieure est un liquide incolore (eau acidulée) comme dans les appareils de Berthelot, Tous les raccords de verre sont faits par des rodages : des écrous permettent le serrage des pièces, entre lesquelles on peut mettre aussi des rondelles de liège paraffiné.
- On voit nettement sur la figure comment le gaz traverse l'appareil.
- Une autre disposition (fig. 2) est analogue à
- Fig. 1. — Appareil Siemens à ozone.
- l’ozoniseur de Babo. C’est un tube d’albâtre au milieu duquel on a placé une série de lames parallèles, alternativement en tôle mince et en mica. Chaque élément d’appareil se décompose en quatre parties.'On voit dans la figure 2 bis les deux demi-tubes portant les lames de mica et de tôle qui communiquent avec chacun des pôles du transformateur; l’effluve jaillit entre les plaques de tôle sur lesquelles passe le gaz oxygène.
- Mais toutes ces dispositions sont peu pratiques en grand, carelles ne permettent pas la réfrigération des appareils. Pendant l’effluve réchauffement des tubes est notable et diminue de beaucoup le rendement; aussi faut-il chercher à maintenir la tem-
- pérature du tube aussi basse que possible. Avec l’appareil que nous allons décrire, on obtient une facile réfrigération ; de plus cet appareil n’est pas fragile.
- Fig. 2. — Appareil à ozone en albâtre.
- I.e schéma figure 3 indique sa construction. L’ar-m.iture intérieure est constituée par un tube mé-
- Fig. 2 bis. — Détails.
- tallique.GG. Dans sa partie centrale, on peut faire circuler un courant d’eau refroidie, qui arrive par
- Fig. 3-
- un tube W. Ce tube est entouré d’un manchon de verre fixé à l’aide de garniture isolante en ébo-nite ou en celluloïd. Sur le tube de verre est collée une lame d’aluminium, par exemple, qui constituera l’armature interne.
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- Le gaz oxygène qui entre dans le tube G G en o, s’échappe par une couronne de petits trous dans l’espace annulaire compris entre le tube métallique et le tube de verre; il sort ozonisé à la partie inférieure en u, après avoir traversé une couronne de trous pratiquée dans le tube.
- La figure 4 représente une batterie de dix tubes disposés entre deux doubles tubes parallèles par lesquels arrivent et sortent l’oxygène et l’eau froide. Chaque tube se démonte facilement. Si, par suite d’un excès de tension électrique, un tube éclate, on peut rapidement le remplacer. Les mé-
- Fig. 4. — Appareil industriel pour la préparation de l'ozone.
- taux qui conviennent à la confection de ces tubes sont ceux qui sont inaltérables dans l’ozone, c’est-à-dire le platine, l’étain et l’aluminium. L’aluminium convient très bien, et il y a longtemps que M. Berthelot a employé ce métal dans des ozoni-seurs de laboratoire.
- Parmi les applications nouvelles que M. le Dr Frœlich préconise pour l’ozone, nous signalerons en particulier la stérilisation de l’eau. On arrive/en comprimant de l’oxygène ozoné dans l’eau, à la débarrasser des germes et bactéries qui y sont contenus. Cette manière de faire semble avoir de grands avantages sur les procédés habituels de stérilisation dans le cas de préparations d’eaux alimentaires.
- A. R.
- Les nouvelles installations de l’Institut électrotechnique Montefiore (•).
- Depuis la création, en 1883, de l’Institut Monte-fiore:, les cours et les exercices pratiques ont été suivis par un. nombre d’élèves qui aujourd'hui atteint le chiffre de 201, parmi lesquels on compte ni Belges, 20 Italiens, 13 Hollandais, 7 Espagnols,^ Brésiliens, 6 Russes, 5 Français, 5 Anglais, 3 Allemands, 2 Américains(E.-U.), 2 Autrichiens, 2 Argentins, 2 Bulgares, 1 Grec, 1 originaire des Indes hollandaises et 1 du Nicaragua.
- Le nombre des inscriptions annuelles allant en s’accroissant (dans la présente année il est de 38), les premières installations de l’Institut, si bien connues de nos lecteurs, étaient devenues absolument insuffisantes pour les travaux pratiques, qui tiennent une très large part dans renseignement qui y est donné.
- D’autre part, les progrès incessants tant de la science que de l’application de l’électricité, nécessitaient des modifications et surtout une large extension des installations; il fallait notamment doter l’atelier, les laboratoires, les salles d’essais et de recherches du matériel et des appareils pet-mettant de maintenir le rapport qui doit exister entre les travaux d’expérience et l’étude chaque année plus complète de la science.
- Cédant à ces considérations, et sur l’initiative de M. Montefiore, le Gouvernement belge vient de mettre à la disposition de l’Institut le spacieux édifice de la rue Saint-Gilles autrefois occupé par l’Ecole normale des Humanités, ainsi que les fonds nécessaires à son appropriation. De son côté, M. Montefiore, par un acte de munificence plus généreux encore que les précé'dents, a voulu permettre de réaliser dans le nouvel Institut des installations incomparablement plus complètes et plus importantes.que les premières.
- Ces installations, qui ont été étudiées avec la compétence qu’on lui connaît par M. le professeur Eric Gérard, directeur de l’Institut, sont actuellement en cours d’exécution et seront terminées pour la réouverture des cours au mois d’octobre prochain.
- Nous nous proposons d’en donner alors une description détaillée, mais nous croyons répondre
- (') Extrait du Bulletin de l’Association des ingénieurs électriciens sortis de l'Institut èlectrotecbnique Montefiore (mai-juin 1891).
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- au vœu de nos camarades en esquissant à grands traits et dès maintenant les dispositions du nouvel Institut.
- Indépendamment de l’enseignement technique général, il y a deux cours spéciaux, à savoir :
- i° Le cours théorique approfondi de l’électricité et du magnétisme, complété par l’étude des méthodes et des moyens de mesure;
- 2° Le cours d’électiotechnique, subdivisé comme suit :
- a) Etude des générateurs de courant et des transformateurs;
- b) Application de l’énergie électrique à l'éclairage, au transport de la force, à la traction et à la métallurgie;
- c) Examen des systèmes permettant de communiquer à distance.
- Le côté caractéristique de l’enseignement de l’Institut est le grand développement donné aux travaux pratiques. II est de principe d’y employer
- Fig. i. — Le nouvel Institut électrotechnique Monlefiore.
- au moins une année entière, en dehors du temps consacré à l’audition des cours. Ces travaux comprennent les travaux d’atelier, les mesures élémentaires, les mesures photométriques, l’essai des piles primaires et secondaires, des générateurs et des moteurs à courants continus et de ceux à courants alternatifs, des transformateurs, enfin lexs travaux spéciaux et les recherches.
- Ces travaux se font dans l’ordre rationnel qui est indiqué ci-dessus, et c’est là ce qui oblige à étendre les installations spéciales de telle sorte
- que chacune suffise à tous les élèves d'une même année.
- La figure i donne une vue d’ensemble du nouveau bâtiment de l’Institut : la distribution par étages est indiquée aux ligures 2,3 et 4, qui donnent un aperçu des dispositions prises pour réaliser le programme que nous avons rappelé succinctement.
- Au rez-de-chaussée sont aménagés d’abord l’auditoire, la salle de conférences, le bureau du directeur et la salle des collections. Dans le fond,
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- régnant sur toute la largeur de l'édifice, est l'atelier largement pourvu des outils de la petite mécanique. Sur une des ailes sont les salles d’essai
- des petites dynamos, des moteurs, transformateurs, etc. Les machines plus puissantes sont essayées avec l’aide d'un moteur à vapeur dans
- REZ-DE-CHAUSSEE
- A. Atelier.
- B. Auditoire.
- C. Salle des collections et bibliothèque.
- D. Bureau du professeur.
- C. Salle de conférences.
- F. Salles d'essai des petites dynamos et des transformateurs.
- G. Halle des machines.
- H- Pavillon des machines de service.
- I. Chambre de chaude.
- Fig. 2. — Institut Montefiore. Plan du rez-de-chaussée.
- une annexe G où, grâce à une disposition ingénieuse, des vitesses variant d’une manière continue entre des limites très écartées pourront leur être communiquées. Enfin, d’autres annexes rece-
- vront en H les machines dynamo de service, les chaudières en 1, etc.
- La salle des collections, dont nous venons de parler, renferme un ensemble très complet d’ap-
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- K u K 7TZT. K K K K K K K h
- pareils de mesure mis à la disposition des élèves pour leurs essais et leurs recherches spéciales, ainsi qu’un grand nombre de modèles servant aux démonstrations du cours. On y trouve aussi la bibliothèque de l’Institut, dont les ouvrages sont consultés par les élèves.
- Dans l’atelier sont réunis tous les appareils employés pour le travail du bois et des métaux : tours de précision, scie, foreuse, forge, établis de menuisier, etc. Chaque élève y possède son étau et son armoire à outils.
- Les engins mécaniques sont activés par deux électro-moteurs de 2 chevaux.
- L’une des salles d’essai des petites machines est réservée aux dynamos à courant continu, l’autre aux alternateurs. Elles possèdent, comme puissance motrice, des électro - moteurs de io chevaux et sont pourvuesde dynamomètres de transmission et d’absorption.
- Les dynamos dont la puissance dépasse une dizaine de chevaux sont essayées dans la halle des machines. Dans celle-ci sont installés un moteur à vapeur horizontal de 30 chevaux et un moteur électrique de ào chevaux qui peuvent attaquer séparément ou simultanément un arbre de transmission. Grâce à un dispositif spécial permettant une variation de 20 0/0 de la vitesse des machines motrices, cet arbre, muni d’un jeu de poulies de diamètres
- PREMIER ÉTAGE
- Laboratoire pour les mesures scientifiques,
- Salle photoraétrique.
- Salles d’ëtalonoage.
- Chambre photographique.
- Chambre de préparation dw piles Laboratoire de chimie.
- Laboratoire d'électro-chimic.
- Bureau de l'assistant.
- Salles de recherches.
- M —5 L“ M
- j aia
- DEUXIÈME ÉTAGE
- décroissants, permet d’activer les dynamos à essayer à toutes les vitesses comprises entre deux limites très écartées.
- Afin de donner aux élèves l’usage d’une distribution d’énergie électrique, on a réuni dans un pavillon séparé les machines qui assurent le service de l’éclairage de l'Institut ainsi que la marche des moteurs électriques disséminés dans ce dernier. Ces machines, au nombre de deux , l’une à vapeur, de 15 chevaux, l’autre à gaz de 10 chevaux, actionnent des dynamos qui maintiennent en charge une puissante batterie d’accumulateurs où s’emmagasine l’électricité nécessaire à l’éclairage, à la force motrice et aux divers travaux de labora -toire.
- Une chaudière tubulaire de 70 m2 de chauffe^) produit la vapeur consommée par les moteurs à vapeur et le chauffage du bâtiment.
- Ces installations permettront ainsi aux élèves de se familiariser avec la conduite des machines à vapeur et des générateurs et de faire des essais de régularité, de rendement et de consommation de ces appareils.
- (1) Cette chaudière est un don de M. Pierre Brouhon, le constructeur liégeois dont la réputation est trop connue pour qu’il soit besoin ici d’insister à cet égard. M. Brouhon,
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- Lé laboratoire des mesures scientifiques est situé au premier étage ; il est subdivisé en une série de petites salles. Cette disposition a l’avantage d’isoler les divers groupes d’élèves de manière qu’ils ne puissent se gêner mutuellement. Comme annexes il comprend des laboratoires d’électrochimie et de chimie, une salle de préparation des piles et une chambre photographique où s’effectuent des expériences d’enregistrement.
- Une salle de phdtométrie> pourvue de photomètres de systèmes divers et les salles d’étalonnage occupent aussi cet étage. Ces dernières sont aménagées pour la graduation des appareils de mesure et leur comparaison avec les étalons.
- Le deuxième étage est plus spécialement réservé aux recherches effectuées par le professeur, les assistants, les élèves les plus avancés et les personnes étrangères à l’Institut, qui, à raison de leurs connaissances spéciales, peuvent être autorisés par le Directeur, à poursuivre leurs investigations à l’aide du matériel de l'Institut. 11 possède entre autres une très grande salle permettant d’exécuter des expériences qui nécessitent un emplacement considérable.
- La salle de conférence mentionnée précédemment recevra la bibliothèque de l’Association des ingénieurs électriciens sortis de l’Institut et servira aux réunions mensuelles de celle-ci.
- Par ce court aperçu, nos lecteurs auront pu se rendre compte de l’importance considérable acquise par les installations matérielles de l’Institut.
- Nous ne parlerons pas ici de l’enseignement qui y est donné, chacun de nous a pu en apprécier la haute valeur et a emporté de son séjour à l’Institut la conviction que la confiance du Gouvernement ne pouvait être mieux placée que dans
- en faisant choix de la chaudière de locomotive, a partagé une opinion que nous avons défendue en différentes circonstances, à savoir que ce type est celui qui convient le mieux aux espaces restreints et qui associe à l'économie de construction celle de la consommation de combustible.
- Chaque type patenté de chaudière a ses parrains qui en exaltent les qualités avec toute l’énergie que peut susciter l’intérêt. Il nous plaît de voir un constructeur reprendre la chaudière de Seguin, cette vieille orpheline dont l'abandon relatif, comme générateur fixe, tient sans doute à ce que peu de chaudronniers sont en état de la construire.
- L’Institut doit sa reconnaissance à M. Brouhon pour sa libéralité; l’ingénieur y trouvera une indication sérieuse dans le choix du type qu’il a fait avec sa compétence et la seule préoccupation de faire bien.
- l’éminent professeur qui a assumé la tâche de créer cet enseignement.
- Spécialistes formés par l’Institut, nous applaudissons aux nouveaux sacrifices que se sont imposés l’Etat et M* le sénateur Montefiore et nous saisissons cette occasion de leur en exprimer toute notre reconnaissance.
- G. L’Hoest.
- Essais comparatifs d’un moteur électrique et d’une locomotive ordinaire sur i’Elevated Rail-road de «ew-York (*).
- On sait que les tramways électriques, dont le progrès est à peu près nul en Europe, se sont répandus très rapidement aux Etats-Unis, où l’on en compte déjà 3389 kilomètres (2). Ce succès à suscité parmi les électriciens d’Amérique de grandes espérances, jusqu’à songer à remplacer dès à présent, et dans presque toutes ses applications, la locomotive à vapeur par le locomoteur électrique. C’est là évidemment une conception exagérée des services que l’électricité peut rendre actuellement dans cette branche si importante de l’industrie. Sans même se préoccuper de la question d’économie, toute à l’avantage de la locomotive, il ne faut pas oublier qu’elle constitue, à l’inverse du locomoteur électrique direct, un or-
- C1) Revue générale des chemins de fer, février 1891.
- (8) La Revue générale a donné dans le numéro d'octobre, p. 244, la situation des chemins de fer et tramways électriques en exploitation à la fin de l’année 1887 en Europe et en Amérique. A cette date, il y avait dans l’Amérique du Nord environ 100 kilomètres en exploitation.
- Depuis cette époque, les tramways électriques se sont largement développés dans ce pays, ainsi que le montre le tableau suivant, que nous extrayons 'du numéro du 25 janvier 1891 du Moniteur des intérêts matériels.
- Tramways électriques en exploitation dans VAmérique du Nord au 1" novembre 1890.
- Désignation des systèmes do traction électrique Nombre de sociétés exploitantes Nombre do voitures Longueur exploitée en kilomètres
- Thomson-Houston 123 1,586 M 1855
- Edison 106 1,276 J? 1023I
- Union ElectricTramw.C" 20 101 Li 1711
- Rae 12 88 if128I
- Short 9 295 Il 154 ^
- Van Depoeie 7 45
- Totaux 277 3, 39' 3089
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- ganisme tout à fait indépendant, se prêtant, en raison de son autonomie absolue, aux manœuvres et aux allures si multiples et si variées du service.
- En fait, le locomoteur électrique de 1000 à 1200 chevaux, capable de remplacer une puissante locomotive à marchandises ou express, n’existe pas encore et ne paraît pas devoir se réaliser bientôt, par la raison toute simple que son établissement, onéreux et très difficile, ne semble pas répondre à un besoin suffisamment général. Ce n’est, en effet, que dans des cas très particuliers que le locomoteur électrique semble pouvoir lutter avantageusement, non pas contre les tram-
- ways à chevaux, à câbles ou à vapeur, qu'il paraît avoir surpassé complètement aux Etats-Unis, mais contre la locomotive, sur un véritable chemin de fer. Tel est le cas du City of Soutb-London Rail-way, décrit déjà bien des fois (*), et pour lequel l’emploi de l’électricité, supprimant presque le problème de la ventilation, est relativement facile sur une ligne très courte, à trains nombreux, légers et à trafic presque constant. Ce système de traction a eu en effet pour résultat de permettre l’établissement d’un chemin de fer souterrain relativement peu coûteux, et d’en faciliter l’exploitation.
- L’économie de la locomotive par rapport au lo-
- .Brvsse a cuivre
- ; Grosse eu cuivre scrvam_ jjvur ley aiju/i/cs
- lA Brrrrc eu autre de W*Ldr dism Y ^Isolateur t . — Conducteur*
- Fig. i. — Coupe transversale de la voie et vue par bout du locomoteur électrique.
- comoteur électrique vient d’ailleurs d’être confirmée par la publication d’un mémoire de M. Lincoln Moss (*) sur les essais comparatifs exécutés au commencement de l’année 1889, avec une locomotive ordinaire et un locomoteur électrique sur YElevated Railroad de New-York (division du Manhattan), où l’on a expérimenté un grand nombre de systèmes électriques (* 2 *), à la suite des réclamations plus ou moins justifiées soulevées par l’exploitation de cette ligne. Comme ce document
- (4) American Society of Civil Engineers. Trans., oct. 1890.
- (*) Notamment ceux de Daft (Lumière Electrique, 13 avril
- et 7 septembre 1889). — Edison-Field (Lumière Electrique,
- 4 décembre 1886. — Elecirical Review, 27 avril 1887). — Sprague (Lumière Electrique, 13 novembre 1886).
- est à peu près unique dans l’espèce, nous avons cru qu’il serait utile d’en présenter un résumé, quoique les conclusions de M. Moss, défavorables au moteur électrique, ne semblent rigoureusement exactes que pour le cas particulier dans lequel les expériences comparatives ont été faites.
- La section sur laquelle ont eu lieu les expériences avait une longueur relativement faible, puisqu’elle n’atteignait que 2830 m. Son profil, quoique modéré, comportait cependant des déclivités maxima de 19 mm. par mètre. Le trafic était léger et la traction s’y faisait au moyen de locomotives-ten-ders du poids de 16 à 20 tonnes en service. Lavoie avec rails de 25 kilog. par mètre, était en bon état
- (!) La Lumière Electrique, t. XXXVIII, p. 361.
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- et les trains étaient composés de deux, trois ou quatre voitures à bogie, pesant chacune, à vide, 13,300 kilog.
- La station génératrice, placée à l’une des extrémités de la section, à 120 mètres de la voie, était actionnée par une machine à vapeur sans condensation, de Wright, pouvant produire une force de
- 400 chevaux indiqués, et d’un rendement organique excellent de 95 0/0, marchant à des vitesses variant de 90 à 100 tours par minute. Cette machine commandait, par une transmission intermédiaire et à l’aide de poulies en bois, quatre génératrices de 50 chevaux chacune que l’on pouvait grouper à volonté en parallèle ou en série.
- '» -jTi jt
- Fig. 2 et 3. — Locomotive électrique; élévation longitudinale, plan.
- Le courant était amené aux trois voies , de gauche, de droite et du milieu, par trois câbles en cuivre de 16 mm. de diamètre, supportés par des isolateurs fixés aux longrines, et les câbles de gauche et de droite étaient reliés entre eux tous les 60 mètres (lig. 1). Le retour se faisait par les roues du locomoteur et les rails de gauche de chaque voie, pourvus de joints avec éclisses en cuivre.
- La dynamo locomotrice prenait son courant au câble conducteur par des balais en cuivre (fig. 2
- et 3); ses roues, de 1,22 m. de diamètre, avaient un empâtement de 1,83 m. L’un des essieux était commandé par l’armature au moyen d’un double train réducteur à pignons d’acier, portés sur un même châssis, de manière à permettre le jeu vertical de l’essieu. Le locomoteur pesait, environ 10 tonnes, et pouvait développer environ 128 chevaux au frein. Le changement de marche s’effectuait par le renversement du calage des balais sans charge. Enfin, le locomoteur portait un frein élec-
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- tromagnétique, moins efficace, d’après M. Moss, que le frein à la main, et un rhéostat permettant de faire varier à volonté l’intensité du courant. Le retour du courant par les roues du locomoteur augmente l'adhérence, mais inutilement, en raison de ce que l’effort de traction ne dépassa jamais 2700 kilog.
- L'essai avec la charge la plus forte a eu lieu le 15 avril 1889 par un temps sec, avec un vent faible et dans de bonnes conditions pour l’expérience. La machine motrice indiquait en moyenne 176,8 chevaux, et le travail moyen était de 26,7 chevaux, soit, pour l’installation totale, un rendement
- brut moyen très faible de 0,15 1, ou une perte de 85 0/0 de la machine motrice au crochet d'attelage du locomoteur, dont l’effort de traction était mesuré par un dynamomètre hydraulique de Shaw parfaitement calibré. Enfin, il faut noter que la vitesse moyenne du locomoteur, arrêts déduits, n’était que de 15 kilomètres à l’heure, tandis que la vitesse réglementaire des locomotives ordinaires est, sur cette section de l’EIevated, de 24 kilomètres. Au repos du train, la machine motrice indiquait environ 38,2 chevaux, dont 4 pour les résistances de cette machine et celles de la transmission, et 5 chevaux pour les résistances des dy-
- ; Jliiuur èi-clr,P“
- \ Force, en chevaux, indiquée par to>w? et Force gu chevaux pur tonne 'de Train
- fit train avci^ la locpnotivr a \v<j}cur / Môi
- î^fLocomoUvr non comprise) dtilc.nninci ù apr
- ' ,û » } 18 ] .Vitesse ai Ju/omctrcs s il'heure •
- Fig. 4. — Diagrammes indiquant pour le locomoteur électrique et la locomotive ordinaire la force en chevaux, par tonne de
- train, aux différentes vitesses.
- namos, ce qui laisse 29,2 chevaux comme pertes et résistances sur la ligne. Les génératrices développaient leur plus grande puissance au démarrage, mais avec un très faible rendement aux réceptrices, — parfois de 2 o/n seulement, — ce qui n’a d’ailleurs rien que de très naturel. On sait, en effet, que, dans toute transmission de force par l’électricité, le rendement n’atteint son maximum que pour une certaine vitesse des réceptrices, égale, dans le cas actuel, à peu près à la moitié de celje des génératrices. De là, un rendement constamment variable avec la vitesse du train, mais dont on sait aujourd’hui atténuer notablement les pertes par des moyens connus de tous les électriciens, et dont aucun ne figurait sur le locomoteur essayé par M. Moss. Ce locomoteur ne portait, en
- effet, comme organe de réglage, qu’un rhéostat simple, mais peu économique.
- Les résultats moyens — ramenés à la tonne remorquée — donnés par une série d’essais à différentes vitesses, sont représentés par les courbes de la figure 4. On voit que le travail indiqué de la machine motrice augmentait, par tonne remorquée, très vite avec la vitesse du train; passant de 2 1/2 chevaux à 16 kilomètres à 4,68 chevaux à 20 kilomètres, vitesse qui ne fut pas dépassée. M. Moss en conclut, en prolongeant sa courbe, qu’à 24 kilomètres, vitesse normale des locomotives, il aurait fallu dépenser 9 chevaux par tonne remorquée.
- La locomotive'-tender essayée comparativement
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- au locomoteur électrique était une petite machine à quatre roues couplées, de 933 millimètres de diamètre, avec bogie à l’arrière, à cylindres de 280 millimètres de diamètre et 355 millimètres de course de piston. Elle pesait en service 17 tonnes et marchait avec une pression de 10 kilog. dans la chaudière. Cette machine était en assez mauvais état. M. Moss estime son rendement organique au chiffre très élevé de 85 0/0, sa vaporisation à 7 kg. d’ëau par kilogr. d’anthracite, et sa consommation à 2,7 kg. d’anthracite par cheval indiqué. On voit, en outre, par les courbes de la figure 4, que la puissance indiquée par tonne remorquée augmente très peu avec la vitesse, et est toujours, dans les parties moyennes comparables, entre 10 et 16 kilomètres, environ cinq fois moindre que pour le locomoteur électrique.
- Partant de ces conditions, et en admettant que la machine motrice de l’installation électrique, compound et à condensation, pour mettre les choses au mieux, ne brûle, par cheval-heure indiqué, que 1,35 kg. de mauvais charbon coûtant 37 fr. la tonne, alors que l’anthracite de la locomotive coûte 21 fr., M. Mo'ss arrive à établir que, dans l’èspèce et avec le locomoteur es.sayé, la traction électrique coûterait, en charbon et en eau, par tonne remorquée, environ 2,4 fois plus cher que celle delà locomotive ; et cela en ne dépassant pas 15 kilomètres de vitesse. Si l'on voulait marcher à 24 kilomètres, la traction électrique coûterait, d'après l’extrapolation admise par M. Moss, 4,7 fois plus cher.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- SOCIÉTÉ DE PHYSIQUE DE LONDRES
- Séance du 26 juin.
- La construction de résistances sans induction, par MM. Ayrton et Mather.
- En faisant quelques essais sur les transformateurs, il y a environ trois ans, les auteurs ont eu l’occasion d’étudier la construction de conducteurs électriques dont les impédances fussent pratiquement égales à leurs résistances. On ne pou-
- vait réaliser cette condition qu’en rendant l'inductance petite en comparaison de la résistance, et comme la première quantité ne dépend pas de la matière employée (à moins que ce ne soit du fer) il était important de choisir des substances présentant une résistance spécifique élevée. Le carbone ou le platinoïde pouvaient servir; on a choisi le second de ces corps à cause de la faible valeur de son coefficient de température. Une des formes de résistances présentées à l’auditoire consistait en bandes de platinoïde minces, d’environ 6 centimètres de long et 4 centimètres de large. Chacune d’elle était pliée en son milieu et dou blée, les parties contiguës étant isolées par de la soie mince, et maintenues en place par un ruban étroit. Douze bandes de cette espèce disposées en série présentaient une résistance de 2,95 ohms, et auraient pu être traversées par un courant de 15 ampères sans que leur résistance variât de plus de o, 1 0/0.
- Une autre forme de résistance, construite pour être portative, consistaiten spirales de fil nu, dont chaque section comprenait une hélice enroulée à gauche, placée à l'intérieur d’une hélice enroulée à droite, de diamètre un peu plus grand, les deux étant réunies parallèlement.
- Avec cette disposition, on réduit l’inductance à
- -E à — de la valeur qu’elle a pour une des 1 o 20 M r
- hélices, quand les diamètres approchent de l’égalité. Quand les hélices sont faites de platinoïde, le rapport de l’inductance à la résistance
- est très faible, environ Q~~~ en moyenne.
- Sur les èleciromètres de poche, par M. Boys.
- L’auteur décrit des modifications de l’électromètre qui ont pour but de le rendre portatif. L’emploi des fiis de quartz ayant pour effet d’augmenter la sensibilité et d’annuler les actions perturbatrices qui influencent les instruments, on peut employer des forces déviantes beaucoup plus faibles que quand on se sert de soie. Il y a quelque temps, M. Boys avait indiqué qu’il y aurait de grands avantages à construire des galvanomètres de petites dimensions. En appliquant le même raisonnement à l’électromètre, il a remarqué qu’en construisant un instrument dont les dimensions étaient le 1/10 de celles d’un appareil existant, on réduisait le moment d’inertie de l’aiguille à 1/103 de sa valeur, tandis que le couplç
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- déviant, pour un potentiel déterminé, n’était réduit que dans le rapport de ioà i. Le petit instrument serait, pour la même période d’oscillation, 10000 fois plus sensible que le grand, pourvu qu’on pût réduire dans la même proportion les influences perturbatrices. Cette condition ne peut guère être réalisée dans les circonstances ordinaires, car toute méthode d’établissement du contact avec l’aiguille, telle que l’emploi d’un filAfm plongeant dans l’acide ou dans le mercure, empêche d'utiliser des forces faibles.
- Toutefois des dispositions convenables ont permis de profiter des avantages dans une large proportion. 11 était essentiel, pour y arriver, de prendre une aiguille suspendue librement sans contacts liquides. Dans le premier instrument décrit, l’aiguille était cylindrique, les quadrants contigus étant isolés et reliés aux pôles opposés d’une pile sèche très petite, placée à l’intérieur de l'aiguille; les quadrants opposés étaient à un même potentiel, différent du potentiel de l’autre paire. L’aiguille était suspendue au milieu d’un tube de verre argenté intérieurement et divisé en quatre parties par des lignes longitudinales fines. Dans cet instrument, l’aiguille et les quadrants sont réciproques et la déviation dépend du produit de la différence de potentiel entre les quadrants par la différence de potentiel entre les parties de l’aiguille.
- La pile sèche n’étant pas constante, l’instrument n’était pas comparable à lui-même; dans les meilleures conditions, une pile de Grove donnerait une déviation de 30 à 40 millimètres. Le second pas a été fait par la construction d’une aiguille zinc-platine, formée de deux bandes de métal de mêmes dimensions, se coupant à angle droit en leur moitié et recourbées chacune de façon à avoir la forme d’un U renversé; on comptait sur 1 électrisation de contact pour maintenir à des potentiels différents les deux parties de l’aiguille. Cette expérience hardie a remarquablement réussi, l’instrument s’est montré très sensible. On a alors employé une aiguille en forme de disque, dont les quadrants étaient alternativement de zinc et de platine, et qui permettait de mesurer une faible fraction de volt.
- Le poids du disque n’était que de 1/20 de gramme, et on pouvait retourner l’instrument et le mettre dans la poche sans aucun danger. M. Boys montre un autre petit instrument comprenant des quadrants de zinc et de cuivre; en les
- faisant tourner d’un angle de 90°, de façon à les amener à une position différente .relativement à l’aiguille, on observe une déviation de plusieurs degrés d’arc. Au cours de ses remarques, M. Boys suggéra plusieurs idées relatives aux électromètres balistiques et aux électrodynamomètres Siemens, et indiqua qu’il serait possible d’employer des instruments tels que ceux qu’il avait présentés à l’élucidation de points obscurs qui se rattachent à la question de l’électricité de contact.
- C. R.
- Expériences sur les courants alternà.tifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par N. Testa (‘).
- Il n’y a pas de sujet d’étude plus captivant que la nature. Saisir son action, découvrir les forces qu’elle met en jeu et les lois qui les gouvernent est le but suprême de l’intelligence humaine.
- La nature a emmagasiné dans l’univers une énergie infinie.
- L’éternel récepteur et transmetteur de cette énergie infinie est l'éther; la connaissance de l’existence de l’éther et du rôle qu’il remplit est l’un des résultats principaux des recherches modernes.
- Le seul abandon de l’idée de l’action à distance et l’hypothèse d’un milieu remplissant l’espace et reliant les corps matériels a dégagé l’esprit des penseurs d’un doute pressant, a ouvert un horizon nouveau et inexploré, a renouvelé l’intérêt de phénomènes anciens, familiers depuis longtemps. On a fait ainsi un grand pas dans la connaissance des forces de la nature et de leurs manifestations multiples pour nos sens. Cela a été pour le physicien éclairé comme l’arme à feu et la machine à vapeur pour le sauvage.
- Des phénomènes qui semblaient défier toute explication apparaissent sous un jour nouveau. L’étincelle de la bobine d’induction, la lumière de la lampe à incandescence, la manifestation mécanique de la force des courants et des aimants ne sont plus hors de notre portée; au lieu d’être comme auparavant incompréhensibles, ces phénomènes suggèrent à l’esprit l’idée d’un mécanisme simple et, bien qu’on ne puissç encore préciser sa nature, on sait que la vérité n’est plus cachée pour longtemps et l’on sent instinctive-
- (!) Mémoire lu à l’Institut américain des Ingénieurs électriciens à Columbia College, N. Y., le 20 mai 1891.
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- ment que sa découverte est imminente. Nous admirons encore ces beaux phénomènes et ces forces étranges, mais nous ne sommes plus sans ressources; nous pouvons, dans une certaine mesure, les expliquer et nous sommes pleins d’espoir de réussir finalement à pénétrer le mystère qui les entoure.
- Comprendre le monde qui nous entoure est la pensée dernière de tous ceux qui étudient la nature. L’imperfection de nos sens nous empêche de connaître la constitution intime de la matière, et l'astronomie, la plus belle et la plus précise des sciences positives, ne nous apprend quelque chose que pour ce qui se passe dans notre voisinage en quelque sorte immédiat; nous ne savons rien des régions lointaines de l’univers infini, avec ses étoiles et ses soleils sans nombre.
- Mais l’intelligence nous guide bien au delà de la limite de perception de nos sens et nous fait espérer de connaître dans une certaine mesure les mondes inconnus de l’infiniment grand et de l’infiniment petit. Et, en supposant même que l’esprit puisse aller jusque-là, il trouvera une barrière et peut être autrement infranchissable, dans la connaissance de ce qui est ou de ce qui paraît être, l’apparence de ce qui est étant le seul et frêle fondement de toute notre philosophie.
- Parmi toutes les formes de l’énergie incommen-sable de la nature qui s’étend partout, se meut sans cesse, et anime, comme une âme, l’univers inerte, celles de l’électricité et du magnétisme sont peut-être celles qui fascinent d’avantage.
- Nous observons journellement les phénomènes de la gravitation, de la lumière, de la chaleur; nous nous y accoutumons et ils perdent bientôt pour nous le caractère du merveilleux et de la grandeur; l’électricité et le magnétisme, au contraire, avec leurs singuliers rapports, leur caractère dualistique particulier, unique dans les forces de la nature, les phénomènes de répulsion, d’attraction et de rotation qui semblent la manifestation d’agents mystérieux, stimulent et excitent la pensée et la recherche.
- Qu’est-ce que Y électricité et qu’est-ce que le magnétisme ? Ces questions ont été posées et reposées; les plus belles intelligences ont sans cesse envisagé le problème et la réponse n’est pas encore entière. Mais si nous ne pouvons encore dire ce que sont ces forces singulières, au moins avons-nous des données pour la solution du problème; nous savons que les phénomènes électri-
- ques et magnétiques peuvent être attribuées à l’éther, et nous pourrions dire peut-être avec raison que les effets de l’électricité statique sont dus aux déformations de l’éther en équilibre contraint et ceux de l’électricité et du magnétisme à l’éther en mouvement.
- Mais ceci laisse encore sans réponse la question de savoir ce que sont l’électricité et le magnétisme.
- D’abord on se demande naturellement qu’est-ce que Yélectricité et existe-t-il une pareille chose? Dans l’interprétation des phénomènes électriques on peut parler d’électricité ou d’état électrique, d’une chose ou d’un fait.
- Si l’on parle d’effets électriques, il faut distinguer deux effets opposés se neutralisant l’un l’autre comme l’indique l’observation. Ceci est inévitable; car dans un milieu ayant les propriétés de l’éther, on ne peut exercer un effort, produire un déplacement ou un mouvement quelconque sans produire dans le voisinage un effet égal et opposé.
- Mais si l’on parle de Y électricité comme d’une chose, on doit, je pense, abandonner la notion de deux électricités, car leur existence est fort improbable. Car, comment pourrait-on imaginer deux choses égales en quantité, semblables par leurs propriétés, mais d’un ordre opposé, agissant toutes deux sur la matière, mais s’attirant et se neutralisant complètement l’une l’autre?
- Une telle hypothèse, bien que suggérée par certains phénomènes et très commode pour les expliquer, se recommande peu par elle-même. S’il y a une chose telle que Y électricité, il ne peut y en avoir qu’une et peut-être en excès ou en moins; mais probablement son état détermine le caractère positif ou négatif.
- La vieille théorie de Franklin, bien qu’insuffisante à certains égards, est après tout jusqu’à un certain point, la plus plausible. Et, pourtant, en dépit de tout ceci, la théorie des deux électricités est généralement acceptée, car elle rend compte en apparence d’une manière plus satisfaisante des phénomènes électriques. Mais la théorie qui explique le mieux les faits n’est pas forcément vraie. Des esprits ingénieux inventeront des théories conformes à l’expérience et chaque penseur a ses vues presque indépendantes sur la question.
- . Ce n’est pas dans le but d’avancer une opinion, mais c’est pour mieux faire saisir certains résul-
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- tats que je vais décrire, pour montrer le raisonnement que j’ai suivi, et dire quel a été mon point de départ, que je veux essayer en quelques mots d’exprimer mes vues et les convictions qui m’y ont amené.
- Je suis pour l’idée qu’il y a une chose que nous avons l'habitude d’appeler l’électricité. La question est ; quelle est cette chose? Ou, parmi celles dont nous connaissons l’existence, quelle est celle que nous avons le plus de raison d’appeler l’électricité? Nous savons qu’elle se comporte comme un fluide incompressible, qu’il y en a une quantité constante dans la nature, qu’elle ne peut être ni créée ni détruite, et, ce qui plus est, la théorie électromagnétique de la lumière et tous les faits observés nous prouvent que les propriétés de l’électricité et de l’éther sont identiques. L’idée se présente donc d’elle-même que l’électricité peut s’appeler l’éther (*).
- En fait, cette vue a été, dans un certain sens, avancée par le Dr Lodge. Son intéressant ouvrage a été lu par tout le monde et beaucoup ont été convaincus par ses arguments. L’habileté de l’auteur et l’intérêt du sujet laissent le lecteur sous le charme; mais quand l’impression s’éloigne, on s’aperçoit qu’on était en présence d’une explication ingénieuse.
- J’avoue que je ne puis croire à deux électricités et encore moins à un éther dualistique. La façon embarrassante dont l’éther se comporte comme un solide pour les ondes lumineuses et calorifiques, et comme un fluide pour les corps en mouvement, s’explique certainement d’une façon satisfaisante en le supposant en mouvement comme sir William Thomson l’a suggéré; mais sans parler de cela, il n’y a rien qui autorise à conclure qu’un fluide incapable de transmettre des vibrations transversales de quelques centaines de périodes par seconde ne peut pas transmettre de pareilles vibrations quand elles s’élèvent à des centaines de millions de vibrations par seconde. Et personne ne peut prouver qu’il y ait des ondes transversales émises par un alternateur d'un petit nombre d’alternances par seconde; pour ces variations lentes, l’éther, s’il est en repos, peut se comporter comme un fluide.
- px) L’idée d’identité entre l’éther et l’électricité, admise par beaucoup de physiciens du dernier siècle et tout particulièrement par Franklin et par Peltier, a été reprise et défendue avec autorité par Clausius. Voir t. 16, p. 253, t. 23, p. 106, t. 40, p, 446. E. R.
- En revenant à la question et en se rappelant que l’existence des deux électricités est au moins fort improbable; on doit se souvenir qu’il n’y a pas de manifestation électrique et qu’on n’en peut attendre sans la présence de matière pondérable. Par conséquent, l’électricité ne peut désigner l’éther dans le sens général du mot, mais rien ne paraît s’opposer à ce que ce terme désigne l’éther associé à la matière; à ce que, en d’autres termes, ce qu’on appelle la charge statique soit l’éther associé en quelque sorte à la molécule.
- A ce point de vue, on peut dire justement que l’électricité intervient dans toutes les actions moléculaires. Quant à préciser ce qu’est l’éther entourant la molécule et en quoi il diffère de l’éther en général, on ne peut faire que des conjectures; il ne peut varier de densité, puisqu’il est incompressible; il faut donc qu’il soit contraint ou en mouvement, ce qui est plus probable.
- Pour concevoir son rôle, il faudrait avoir une idée exacte de la constitution physique de la matière, dont on ne peut naturellement sefairequ’une représentation mentale.
- De toutes les conceptions de la nature, celle qui suppose une matière et une force et une parfaite uniformité d’ensemble est la plus scientifN que et la plus vraie vraisemblablement. Un monde infinitésimal avec des files de molécules mobiles dans leurs orbites à la façon des corps célestes, et entraînant l’éther dans leur mouvement, ou, en d’autres termes, portant leurs charges statiques, telle semble être à mon esprit l’idée la plus probable et celle qui rend compte de la manière la plus plausible des faits observés.
- Les tensions de l’éther et les déformations électrostatiques se produisent dans la file des molécules chargées ; l’équilibre des tensions donne lieu aux mouvements de l’éther et produit les courants électriques, tandis que les mouvements orbitaires déterminent les effets de l’électromagnér tisme et du magnétisme permanent.
- 11 y a environ quinze ans, le professeur Row-land a démontré ce fait très intéressant et très important que le mouvement d’une charge statique produit tout l’effet d’un courant électrique. En laissant de côté la considération précise du mécanisme de l’attraction et de la répulsion des courants et en considérant le mouvement des molécules électrisées, ce fait experimental donne une bonne idée du magnétisme.
- On peut concevoir les tubes et les lignes de
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- force, qui existent physiquement, comme formés de cercles de molécules mobiles et on peut imaginer qu’ils tendent à se raccourcir ou à s’étendre, etc., etc.
- Ceci explique d’une façon raisonnable le plus embarrassant de tous les .phénomènes, celui du magnétisme permanent, et tout en ayant la beauté de la théorie d’Ampère n’en a pas le défaut capital, c’est-à-dire ne dépend pas de l'hypothèse des courants moléculaires.
- Sans m’étendre d’avantage sur le sujet, je veux dire que je considère tous les phénomènes d’électrostatique, de courant et de magnétisme comme dus aux forces électrostatiques moléculaires.
- J’ai cru les remarques qui précèdent nécessaires pour l’intelligence complète du sujet tel qu’il s’offre à mon esprit.
- Parmi tous ces phénomènes, les plus importants à étudier sont ceux du courant, en raison de leur développemefit et de leur utilisation pour les services industriels. 11 y a maintenant près d’un siècle que la première source pratique de courant a été créée et depuis lors les phénomènes qui accompagnent le passage du courant ont été soigneusement étudiés et les lois qui les régissent découvertes par l'effort incessant des savants. Mais les lois établies concernent les courants continus, et dès qu’il s'agit de courants rapidement variables, des phénomènes différents se présentent avec des lois nouvelles qui n’ont point été encore complètement élucidées, malgré les travaux des savants et surtout des Anglais, qui permettent de traiter certains cas qui se présentent dans la pratique journalière.
- Les phénomènes particuliers dus au caractère variable du courant augmentent beaucoup avec l’accroissement du taux de variation ; aussi leur étude est-elle bien facilitée par l’emploi d’appareils spécialement construits.
- C’est dans cette vue et pour répondre à d’autres objets que j’ai construit des machines alternatives capables de donner plus de deux millions d’alternances à la minute, et c’est à cette circonstance que je dois de vous apporter quelques-uns des derniers résultats atteints et qui constitueront, j’espère, un pas en avant vers un des problèmes les plus importants, celui de la production pratique d’une source économique de lumière.
- L’étude des courants à alternances si rapides est très intéressante et presque chaque expérience
- apprend quelque chose; plusieurs résultats peuvent être prédits, mais la plupart sont inattendus et l’expérimentateur fait de curieuses observations. Par exemple on prend un morceau de fer au voisinage d’un électro; en partant de lentes alte?-nances et s’élevant aux plus hautes, on sent les impulsions se succéder de plus en plus vite jusqu’à s’affaiblir de plus en plus et à disparaître finalement. On éprouve albrs une poussée constante qui sans doute nè l’est point et le paraît seulement à cause de l’imperfection de notre toucher.
- Qu’on établisse un arc entre deux électrodes et qu’on fasse croître les alternances, la note qui accompagne l’arc alternatif s’élève de plus en plus, s'affaiblit graduellement et finit par disparaître ; les vibrations de l’air continuent naturellement de se produire, mais elles deviennent imperceptibles pour notre oreille.
- On observe aussi avec une bobine à haute tension des effets d’induction, des phénomènes de condensation et des effets lumineux encore plus curieux. Toutes les expériences ettoutesles observations seraient d’un grand intérêt pour le chercheur, mais leur description m’entraînerait trop loin. Aussi, et en raison de l’intérêt plus grand, je me bornerai à la description des effets lumineux produits par ces courants.
- Dans les expériences, dans ce but, on a employé une bobine d’induction de haute tension ou un appareil équivalent pour convertir en courants de haute tension des courants de fréquence relativement faible.
- On éprouve d’abord de la difficulté à obtenir la fréquence voulue au moyen d’un appareil mécanique, et quand on y est parvenu autrement on éprouve des difficultés d’un autre ordre.
- 11 est ensuite difficile d’atteindre l’isolement nécessaire sans augmenter beaucoup la dimension de l’appareil, car le potentiel est élevé et la fréquence considérable rend les difficultés d’isolement particulièrement difficiles. Si par exemple il y a un gaz, la décharge peut, par suite du bombardement moléculaire et de réchauffement qui en résulte, franchir plus d’un pouce du meilleur isolant solide, verre, caoutchouc, porcelaine, cire, etc. Le point capital de l’isolement est l’absence de matière gazeuse.
- En général mes expériences tendent à prouver que les corps de la plus grande capacité spécifique, comme le verre, sont inférieurs pour l’isolement à
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- d’autres qui, tout en étant de bons isolants, ont, comme l’huile, une| moindre capacité inductive et donnent sans doute moins de pertes diélectriques.
- Les difficultés d’isolement n’existent naturellement que pour les très hauts potentiels, car des potentiels de quelques milliers de volts n’en offrent pas et il n’y en a point à transporter à une distance quelconque le courant d’une machine donnant 20 000 alternances par seconde. Ce nombre d’alternances est pourtant beaucoup trop faible dans certains cas, bien que très suffisant pour plusieurs applications pratiques. Heureusement la difficulté n’est pas un obstacle capital ; elle affecte particulièrement la dimension des appa-
- petite bobine capable de supporter d’énormes diflfé" rences de potentiel, et ensuite cette petite bobine, en raison de sa plus petite capacité et de sa moindre self-induction, pourra admettre une alternance plus rapide et plus forte. Je considère que le problème de la construction d’une bobine d’induc-
- tion de ce genre, possédant les qualités néces-saiies n’est pas sans importance et je m’en suis longuement occupé.
- Le chercheur qui voudra répéter les expériences que je vais décrire avec une machine alternative susceptible de fournir des courants de la fréquence voulue fera bien de monter à part le circuit primaire et le circuit secondaire de la bobine, de façon à pouvoir regarder au travers du tube sur lequel est enroulé le fil secondaire; il pourra ainsi examiner les trainées de rayons qui rémanent
- Fig. 1. — Alternateur à haute fréquence avec armature tambour.
- reils, car avec les potentiels excessivement élevés les appareils à lumière ne peuvent être éloignés de la source et doivent souvent être tout auprès. Le bombardement par l’air du fil isolé dépendant de l’action condensante, la perte peut être réduite à rien en employant du fil très fin fortement isolé.
- On rencontre une autre difficulté par la capacité et la self-induction que possède nécessairement la bobine. Si elle est grande, c’est-à-dire si elle contient une grande longueur de fil, elle ne conviendra pas généralement pour les très hautes fréquences; si elle est petite, elle pourra convenir pour de pareilles fréquences, mais le potentitl pourra n’être point alors assez élevé.
- Un bon isolant et de préférence ne possédant qu’une faible capacité inductive offrira un double avantage. D’abord il permettra de construire une
- ifffl RV-*'
- Fig. 1 ter. — Coupe et détais.
- du circuit primaire au travers de l’isolant et juger d’après leur intensité jusqu’où il peut forcer la bobine. Sans cette précaution il est à peu près sûr d’endommager l’isolant. Cette disposition permet aussi de changer de circuit primaire, ce qui est désirable dans ces expériences.
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- Le choix du type de machine le plus convenable doit être laissé au jugement de l’expérimentateur. Voici, parmi d’autres, trois types de machines qui m’ont servi.
- La figure 1 représente la machine qui a servi à mes expériences devant la Société. Le champ magnétique est formé par un anneau de fer ayant 384 projections polaires ; l’armature comporté un disque d’acier sur lequel est attachée et soigneusement soudée une jante de fer doux. Autour de la jante s’enroulent plusieurs couches de fil de fer doux fin, verni ensuite. Les fils de l’armature s’enroulent autour de goupilles de laiton entourées de soie. Dans ce type de machine le diamètre du fil de l’armature ne doit pas être plus d'un sixième de l’épaisseur des projec-
- Fig. 2. — Alternateur à haute fréquence avec armature disque.
- tions polaires ; autrement l’action locale serait considérable (*).
- La figure 2 représente une. plus grande machine d’un autre type. Le champ magnétique de cette machine se compose de deux parties semblables comprenant entre elles l’enroulement excitateur ou bien enroulées séparément. Chaque pièce a 480 projections polaires faisant face à celle de l’autre.
- L'armature comporte une roue en bronze dur portant le conducteur mobile entre les projections du champ magnétique. Pour enrouler l’armature j’ai trouvé commode de procéder de la
- (i) Les figures 1 bis et 1 ter sont celles accompagnant la description de cette machine qui a paru dans La Lttmière Electrique du 11 avril 1891, t. XL, p. 75.
- façon suivante. J’ai construit un cercle de bronze dur de la dimension nécessaire. Ce cercle et la jante de la roue sont munis du nombre convenable de goupilles et attachés tous deux sur un plateau. Une fois le conducteur d’armature enroulé,
- Fig. 9. — Alternateur à haute fréquence avec disque d'armature et enroulement excitateur fixes.
- les goupilles.sont coupées et l’armature maintenue en place par deux anneaux qui sont respectivement fixés par des vis sur le cercle et sur la jante L’ensemble fait un tout solide. Le conducteur de l’armature de ce type de machine peut être en feuille de cuivre d’une épaisseur proportionnée à l’étendue des projections polaires ou en câbles de fil fin.
- La figure 3 est une machine plus petite, sem-
- Coup?.
- blable sous plusieurs rapports à la première, saut que les fils d’armature et. l’enroulement excitateur demeurent stationnaires, tandis que le noyau de fer doux se meut seul.
- 11 n’est d’ailleurs point nécessaire de s’arrêter trop longuement sur les détails de construction
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- de ces machines, qui ont été décrites déjà dans YÈlectrical Engimer (1). Je crois bon cependant d’appeler l’attention de l’expérimentateur sur deux points dont il pourrait malgré son évidence méconnaître l’importance : ce sont l’action locale dans les conducteurs, qu’il faut soigneusement éviter, et le jeu dans l’ajustage, qui doit être très réduit.
- Je dois ajouter, puisqu’il est.nécessaire d’avoir une grande vitesse linéaire, que l’armature doit ître d’un diamètre aussi grand que possible
- Fig. 3 ter. — Coupe.
- pour éviter des vitesses impraticables pour les paliers. Parmi plusieurs types de machines que j’ai construits, j’ai trouvé que celui de la figure 1 est celui qui est le plus facile à exécuter et à entretenir et que c’est un bon type de machine expérimentale.
- E. R.
- (A suivre.)
- BIBLIOGRAPHIE
- Guide pratique de télégraphie sous-marine, par Aug. Bonel, chef du service du contentieux à la Société française des télégraphes sous-marins. —J. Michelet, éditeur, 25, quai des Grands-Augustins.
- Les monographies sont des œuvres très estimables. Elles ont généralement pour elles d’être écrites par des gens qui parlent de choses qu’ils savent bien, de faits qu’ils ont vus de leurs yeux et d’appareils qu’ils ont eux-mêmes maniés.
- C'est une excellente base d'opérations, et même si le petit livre n’est pas construit et présenté suivant les règles de l’art de l’écrivain, il n’en a pas moins toutes chances d’être lu parce qu’il est utile.
- L’étude de M. Bonel sur la télégraphie sous-marine se recommande par des qualités de cet ordre ; je ne sais si elle répond autrement à son titre, et si l'on y trouve toutes les indications pratiques dont un télégraphiste peut avoir besoin ; je ne suis pas assez éxpert en cet art tout spécial pour en pouvoir juger, mais on y trouve certainement des descriptions très claires et bien complètes des appareils employés dans ces transmissions.
- Je citerai particulièrement une description du syphon-recorder donnantledétaildesformes diverses sous lesquelles l’appareil est employé suivant les cas. C’est un travail intéressant et instructif.
- Les opérations de mesure, décrites au point de vue de la manipulation, me semblent également utiles et pratiques. J’aime moins les premiers chapitres, qui tendent à présenter en quelques pages les principes généraux de l’électricité ; un résumé aussi succinct n’apprend rien à ceux qui ne savent pas et ne sert pas beaucoup à ceux qui savent. M. Bonel y a d’ailleurs introduit des explications sur l’orientation des molécules qui sont bien démodées aujourd’hui : quand j’en retrouve une, je ne puis me défendre de songer à l’examinateur disant à l’élève qui lui développait avec conviction une théorie de ce genre : « Mais vous les avez donc vues, les molécules ?» — « Je ne dis
- pas que je les ai vues, monsieur, mais.....» —
- « Si, si, vous les connaissez trop bien; avouez que vous les avez vues. »
- Il avait raison, l’examinateur ; il vaut mieux éviter ces explications toutes hypothétiques, qui font croire qu’on comprend ce qu’on ne comprend pas.
- Au reste, si ces chapitres de M. Bonel ont peu de valeur comme enseignement, ils peuvent rendre service comme une sorte de vocabulaire rappelant le sens de termes techniques. Du reste ils sont très courts et n’alourdissent pas sensiblement l’ouvrage, qui reste une étude pratique claire, et qui sera sans doute d’un bon usage pour les télégraphistes.
- f1) La Lumière Bleetrique, t. XL, p. 76, où les figures 3 bis et 3 ter concernent la dernière machine.
- F. G.
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- FAITS DIVERS
- Pendant les orages du 27 juin on a eu à enregistrer à Saint-Paul (Minnesota) deux accidents d’un genre tout nouveau et qui sont destinés à se reproduire. Une locomotive électrique a été frappée par la foudre au coin de l’avenue de l’Université et de la septième rue de l’Ouest.
- Il est inutile d’ajouter que la ligne a été brisée et que le moteur a été mis hors de service. Les voyageurs en ont été quittes pour la peur et pour une décharge assourdissante.
- Un procès curieux vient de se juger devant la cour suprême du Michigan. Des propriétaires de Detroit avaient fait couper les poteaux soutenant les conducteurs du courant, sous prétexte que la corporation n'avait pas le droit de leur infliger une vue pareille et les exposer au danger d’être foudroyés par les courants employés à remorquer les trains.
- Ces prétentions monstrueuses ont été écartées par des considérants très sévères. Toutefois, la cour suprême a déclaré que le conseil municipal n’avait pas le droit d’autoriser des tramways électriques dans des rues trop étroites pour que les voitures ordinaires y puissent circuler sans passer sur les rails.
- L’électricité pénètre partout. La compagnie des accumulateurs de San-Francisco a placé dans les eaux du lac Tahoc, dans la Sierra-Nevada, un bateau électrique dont la vitesse peut aller jusqu’à 20 kilomètres par heure et qui peut faire 120 kilomètres sans être rechargé.
- La compagnie anglaise de l’Afrique orientale, dont les agissements ont failli amener des complications diplomatiques avec le Portugal, a emporté avec elle une chaudière et une dynamo Iocomobiles.
- Avec cette installation roulante, susceptible d’allumer une lampe de 10000 bougies, les Anglais ont tellement déconcerté les Matobebs, que ces tribus astucieuses et guerrières n'ont jamais osé dresser leurs embuscades et s’opposer à la construction d’un fort.
- Le IVestera Elecirician discute les assertions de VElectri-cian de Londres et de l'Electrical Review, qui cherchent à démontrer que les progrès de l’électricité sont plus rapides et plus satisfaisants en Angleterre que de l’autre côté de l’Atlantique.
- Notre confrère américain riposte en s’appuyant sur le nombre de chemins de fer électriques et d’installations souterraines établis dans les mines. Cette argumentation est loin d'être dépourvue de sens. En effet, on a le plus grand tort de donner une importance en quelque sorte exclusive au développement de l’industrie de l’éclairage; mais on ne
- saurait accepter facilement en France la manière américaine d’évaluer le progrès, car elle serait véritablement trop désavantageuse pour la patrie d’Ampère et d’Arago. Nous prierons donc que l’on nous dispense de donner notre avis dans le débat qui s’engage.
- Dans la séance du 13 juillet, M. Joseph Bertrand a annoncé à l’Académie des sciences la mort de M. Weber, qu’on avait oublié de lui notifier jusqu’alors.
- Le secrétaire perpétuel a annoncé qu’il consacrerait à l’électricien défunt une notice qui paraîtra en tête des Comptes rendus.
- O11 disait dans l’hémicycle que Weber avait conservé les opinions libérales de sa jeunesse et qu’il était très vrai qu’en 1870 il était du petit nombre de personnalités connues de l’autre côté du Rhin qui protestèrent contre l’annexion de l’Alsace-Lorraine à l’empire.
- La Cadette de Cologne du 25 juillet nous apprend que l’on a annoncé à Chicago que Guillaume 11 avait pris la résolution de faire représenter officiellement l’empire d’Allemagne à l’Exposition.
- Cette nouvelle paraît avoir excité un grand enthousiasme. La Galette ajoute que l’administration supérieure a pris immédiatement la résolution d’augmenter l’espace mis à la disposition de l’Allemagne au détriment de celui qui avait été réservé à la France et à l’Angleterre.
- Le prince de Galles a inauguré à Batersea, un des quartiers de la rive gauche de Londres, une institution polytechnique consacrée à l’éducation professionnelle et au délassement de la jeunesse du voisinage.
- Des établissements analogues vont successivement être ouverts dans les différentes parties de la métropole. L’industrie joue un rôle considérable dans l’enseignement pratique qui y est donné.
- Chacun de ces monuments est élevé aux frais de souscriptions privées, et une somme considérable est réservée pour pourvoir aux frais d’entretien. L’on estime que l'école de Batersea pourra recevoir 6000 élèves.
- La catastrophe de Mcenchenstein a produit une véritable panique sur les chemins de fer anglais et américains, où les ponts métalliques sont innombrables et trop souvent construits avec très peu de soin.
- On a procédé d’urgence à une vérification générale dont les résultats sont bien loin d’être satisfaisants. Les ponts dont la reconstruction doit avoir lieu dans le plus bref délai se comptent par centaines, tant de l’autre côté de la Manche que de l’autre côté de l’Atlantique.
- La plupart des ponts en fer de la ligne de Londres à
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- Brighton sont dans le plus piteux état. Tous les ponts de chemins de fer qui traversent la Tamise ont été uniformément condamnés.
- En France la situation est moins mauvaise, parce que l’on n'a pas poussé si loin le goût des constructions en fer, mais on s'était déjà aperçu avant la catastrophe des environs de Bâle que les anciens ponts étaient usés, et le conseil des ponts et chaussées élaborait une instruction au moment où cet accident tragique est survenu. Mais là aussi, les vieux ponts en fer doivent être féfectionnés. Les gens Compétents considèrent qu’ils ont fait leur temps.
- Nous n'avons pas besoin d'ajouter que ces tristes circonstances ouvrent de nouvelles perspectives à la soudure électrique ainsi qu’aux épreuves électriques auxquelles les ponts de fer peuvent être éventuellement soumis. En effet, une des principales causes de l’usure des ponts métalliques est le nombre incroyable de rivets que nécessite leur construction. Les nouveaux procédés permettant d’en diminuer le nombre, l’attention des ingénieurs se portera nécessairement de ce côté.
- Les observatoires de haute région vont recevoir une nouvelle impulsion de la dernière communication que M. Jans-sen a faite à l’Académie des sciences, relativement aux sondages qu’il fait exécuter en ce moment au sommet du Mont-Blanc, et dont les résultats sont encore inconnus. Sans attendre de savoir si les projets du savant français sont praticables, les membres du Club alpin italien ont mis en avant le projet d’établir un observatoire au sommet du Mont-Rose.
- Enfin, on nous apprend d’Amérique que M. Hutchinson, le nouveau directeur du Signal-Office américain, va faire continuer les observations faites par M. Langley au Pike*Peak, station scientifique américaine élevée de 4200 mètres et qui offre l’avantage que l’on peut y accéder pendant la belle saison à cheval ou à mulet.
- La difficulté d’opérer des constructions au sommet du Mont-Blanc est immense. On peut en juger par ce fait que le prix du transport d'un kilogramme de Chamounix au sommet de la montagne peut être évalué à 5 francs.
- Si l’on peut établir l’observatoire, on le construira en tôle galvanisée. Les différentes parties seront fractionnées de manière qu’un homme puisse porter les plus pesantes des Grands-Mulets au sommet de la montagne.
- Tous ces projets sont fort intéressants pour les électriciens, parce que les observations du potentiel dans les lieux élevés formeront une partie importante des travaux scientifiques qui y seront exécutés.
- D’un autie côté, toutes ces stations seront infailliblement rattachées par des lignes télégraphiques ou téléphoniques spéciales et l’intermédiaire de stations moins élevées au réseau télégraphique universel.
- Il est à regretter que dans les établissements que l’on possède déjà, et dont l’altitude dépasse 2000 mètres (2800 pour le Pic du Midi), des observations électriques ne soient pas
- faites et enregistrées. Lorsque celles de la Tour Eiffel commenceront à être recueillies systématiquement, cette regrettable abstention cessera rapidement. Mais, comme nous ne saurions trop le répéter, ces expériences ne peuvent avoir lieu que lorsque l’extrémité des électromètres dépassera celle du paratonnerre dont on cru convenable de garnir l’extrémité du monument que sa construction seule suffit pour protéger avec autant d’efficacité.
- M. l’amiral Mouchez a fait placer sur un piédestal provisoire en bois la statue d’Arago au milieu des jardins appartenant à l’Observatoire. Cette place n’est pas définitive. L’image de l’illustre astronome, un des créateurs de l’électro-aimant, est destinée à prendre place devant la grille de l’Observatoire, au milieu du carrefour de la place Arago.
- Un projet de tramway électrique entre Pesadéna et le sommet du Wilson’s Peak est à l’étude. La voie, de 8 kilomètres de longueur, traversera un tunnel et cinq ou six ponts dont le plus large mesurera 83 mètres; elle aura son point terminus à 2000 mètres d’altitude. Les travaux doivent être exécutés cette année par la Ptke's Peak Railway Company.
- Les causes de la catastrophe de Saint-Mandé ne pourront être analysées que lorsque les rapports officiels auront été discutés en police correctionnelle; nous devons donc réserver notre opinion. Cependant, nous sommés autorisés à dire qu'il ne paraît pas que les prescriptions exigées par le block-système préventif aient été suivies. On doit croire que les électro-sémaphores qui sont en usagé sur lé réseau de l’Est, où du reste ils ont pris naissance, n’ont pas été mis en défaut.
- Le Temps exprime le regret que les diverses stations de la ligne de l’Est ne soient pas reliées par des téléphones, ce qui aurait donné au chef de gare dé Vincennés un moyen de plus de prévenir l’accident, excellente précaution exigée impérativement dans le block-systènie absolu.
- Nous rappellerons à ce sujet que tous les détails sur la construction et l’usage du hlock-système ont été donnés par M.Cossmann,dans leXVIP volume de La Lumière Electrique, numéro du 11 juillet 1885 et suivants.
- Nous sommes malheureusement obligés de constater que l’emploi du gaz pour l’éclairage des trains est un progrès qui est loin d’augmenter la sécurité des voyageurs, et que nombre de victimes engagées sous les débris auraient pu être sauvées sans les atroces complications que l’incendie a apportées à cette catastrophe déjà si épouvantable. Sans chercher à entrer dans le détail des événements, les nouvelles que nous puisons dans les feuilles politiques constatent que les pertes eussent été sinon nulies, du moins singulièrement atténuées, si l’on avait fait dans l’exploitation un usage plus k étendu de l'électricité.
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- Il est certain, comme le disait très bien le ministre des travaux publics, qu’il y a dans ces catastrophes une part qui appartient à la fatalité, et que la sagesse humaine ne saurait annihiler. Cependant, toutes les circonstances analogues ont été l’occasion de progrès dans la sécurité des voyageurs sur les voies ferrées. L’adoption du block-systeme et des freins continus a été provoquée en 1883 et 1886 par les accident de Fiers et Roquebrune. 11 est à présumer qu’il n’en sera pas autrement cette fois.
- Le public lui-même a eu sa part de responsabilité dans le drame de Saint-Mandé. Mais ces considérations et celles relatives à la nécessité de simplifier la composition des trains de banlieue nous entraîneraient trop loin du but de notre publication.
- On emploie depuis deux ans à la manufacture'd’armes de Saint-Etienne le courant électrique pour le recuit du fil d'acier servant à faire les ressorts du fusil modèle 1886. Ces ressorts sont, en fil d’acier de 0,7 mm., coupé en tronçons de 3,20 m. de longueur. Le fil est enroulé en ressort à boudin et on y fait passer un courant de 45 volts et 23 ampères ; réchauffement est rapide; lorsqu’il est jugé suffisant, on interrompt le circuit et on laisse tomber le ressort dans une bâche pleine d’eau. Le recuit se fait aussi par l’électricité et au jaune. Un ouvrier met de 2 à 3 minutes pour recuire 20 ressorts et peut en faire 2400 par jour.
- Une discussion des plus intéressantes s’est produite au parlement d’Angleterre à propos d’une proposition tendant à réduire le prix des patentes. Nous y relevons les faits suivants.
- En 1889, les bénéfices du bureau de patentes s’étaient élevés à la somme de 2325 000 francs. En 1890 ils ont encore augmenté et se sont élevés à 2 625 000 francs. Les recettes s’élevaient à 4790000 francs. Elles consistent pour la majeure partie dans les droits imposés aux brevetés, mais on doit y joindre 112000 francs pour les dessins, 400 000 francs pour les marques de fabrique et 150000 francs pour la vente des publications.
- Le gouvernement s’est opposé à une réduction immédiate, tout en en acceptant le principe, car il ne veut pas que la taxe des brevets d’invention soit une source de revenus pour l’Etat. Le chancelier de l’Echiquier se propose de faire reconstruire complètement l’office des brevets d’invention, ce qui nécessitera une dépense de plus de 3 millions de francs, qui doit être payée par les excédents de recettes. Il doit en outre perfectionner le mode de publication des abrégés des patentes et augmenter le nombre des bibliothèques auxquelles on doit les envoyer. Les frais de ces améliorations, que doivent supporter les excédents de recettes, ne peuvent être encore évalués.
- Dans les distributions d’énergie électrique à bord des navires pour la production de la lumière ou de la force mo-
- trice, on emploie toujours un fil de retour : la distribution avec retour à la mer entraîne souvent une déviation de l’aiguille de la boussole qui peut atteindre 7 degrés, comme l’avait démontré sir William Thomson.
- Les croiseurs anglais récemment construits par la maison Amstrong sont éclairés à l’électricité, avec fil de retour et sous la tension généralement adoptée de 80 volts. Laissant de côté la nomenclature des types de lampes à incandescence employés (de 4 à 50 bougies), nous signalerons l’emploi du courant électrique pour l’inflammation de la charge des torpilles et des pièces d’artillerie fixes ou mobiles. Quelques-uns de ces navires portent des sémaphores dont les bras sont éclairés par un groupe de lampes à incandescence; les boussoles et tous les appareils de mesure sont également munis d’une lampe électrique.
- La série des expériences préliminaires exécutées dans les usines Merryweather sur les tramways électriques Gordon a donné de très bons résultats.
- Le système employé est à conduite fermée; le conducteur fournissant le courant au véhicule est formé de sections ayant chacune 60 mètres environ; ce conducteur reçoit lui-même le courant du câble principal par l’intermédiaire d’un appareil automatique commandé par un électro-aimant, qui établit le contact au moment même où le véhicule entre dans la section.
- La force électromotrice nécessaire est de 250 volts et l’intensité du courant de 30 ampères; les électro-aimants exigent 1/4 d'ampère.
- Ce système est caractérisé par l’emploi du contact magnétique; le moteur est une machine Immisch ne présentant aucun dispositif spécial.
- M. E. Grassot vient d’inventer un nouveau compteur électrolytique fondé sur un principe original. L’appareil se compose en principe d’un fil d’argent d’une certaine longueur placé dans un tube de verre. A son extrémité inférieure, le fil nu plonge d’environ 3 millimètres dans une solution d’azotate d'argent; il s’use et descend peu à peu avec une vitesse proportionnelle à l’intensité du courant. Sur sa longueur, le fil d’argent est mis à découvert et appuie sur un tambour mobile autour d’un axe, de telle sorte que le mouvement du fil est transmis au tambour, et par suite à une aiguille indicatrice.
- La cathode est formée par un ruban de zinc qui se trouve tout autour à l’intérieur du vase. Le diamètre du fil d’argent est de 5 millimètres. Cet appareil a donné des résultats très satisfaisants.
- Les merveilles de l’électricité ont beau se multiplier de jour en jour, elles ne suffisent plus à donner satisfaction aux ambitions désordonnées de certains esprits.
- Nous trouvons dans le Temps un article dans lequel
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- M. Flammarion propose d'allumer des signaux électriques pour essayer de les faire apercevoir par les habitants de la planète Mars, lorsque le globe qu’habitent ces êtres hypothétiques passe vers minuit à notre méridien.
- On ne peut affirmer qu’il n'y ait pas d’habitants susceptibles de nous comprendre à la surface des corps célestes voisins, tels que Mars et Vénus. On ne peut non plus déclarer que l’on ne trouvera pas moyen d’établir un télégraphe intermondain, ou de franchir un jour les espaces célestes, mais ce que l’on a le droit de prétendre; c’est que les moyens connus sont insuffisants pour arriver à ce but.
- L’allumage de signaux gigantesques dans lesquels on consommerait toute l'électricité fournie par le Niagara serait aussi insuffisante que les boulets creux de M. Jules Verne pour faire le tour de la lune et se rendre compte de ce qui s'y passe.
- \JEclair donne le récit, assez difficile à comprendre, de la résurrection d'un mort, opération quasi-magique dans laquelle l’électricité, combinée avec la transfusion du sang, jouerait un rôle important. Il est vrai, comme le dit le directeur de VAstronomie, qu’il ne faut pas abuser en science du mot impossible.
- En effet, on a vu bien souvent que l’impossibilité de la veille devenait la réalité du lendemain. Mais les voies par lesquelles on arrive à réaliser les aspirations vagues de l'esprit restent inconnues, mystérieuses, jusqu’au jour où le génie d’un chercheur vient les ouvrir devant les nations stupéfaites.
- MM. les docteurs Kasmannn et Th. Lange viennent de prendre un brevet pour l’extraction du zinc de ses minerais à l’aide de Pélectrolyse.
- Le minerai, la blende, est grillé avec du charbon; le produit de cette réaction est pulvérisé, malaxé avec de l'eau dans un tambour, dans lequel arrive un courant continu d’acide sulfureux et traversé par un courant électrique de force suffisante. Il se forme du sulfate de zinc que le courant décompose en zinc métallique et en acide sulfurique.
- L’acide sulfureux est obtenu en grillant une partie du minerai à l’air.
- Éclairage Électrique
- D’après les derniers renseignements arrivés d’Amérique, il paraît que le nombre des mines éclairées à la lumière électrique est de trente à quarante aux Etats-Unis, et que ce nombre augmente incessamment. Des détails précis à ce sujet seront fournis à la prochaine session de l’Association britannique, qui se tiendra cette année du 19 au 26 août, à Cardiff, dans un des principaux districts houillers de la Grande-Bretagne. L’introduction de l’électricité dans les charbonnages sera un des principaux sujets qui y seront traités. M. Huggins, un des physiciens qui se sont le plus distingués dans la création de l’analyse spectrale, occupera le fauteuil de la prési-
- dence, et examinera avec les plus grands détails l'état de cette branche de la science moderne, dans laquelle l’électricité joue, comme on le sait, un grand rôle.
- En effet, c’est l’arc voltaïque que l'on emploie pour volatiliser les substances chimiques dont les propriétés optiques sont soumises à l'exp?rîm 'ntntro".
- MM. Gordon et Cu ont terminé l’aménagement de l’usine destinée à fournir l’éclairage à la ville de Carlow.
- Une chute d'eau située à 7,5 kilomètres de la ville fournit la force motrice. Le courant, alternatif, est produit à la tension de 2500 volts, ramenée à celle de 50 volts par des transformateurs répartis sur les feeders.
- Les lampes à arc ou à incandescence fonctionnent toutes à 50 volts.
- Télégraphie et Téléphonie
- La concession accordée par le gouvernement néerlandais à la Compagnie Eastern Extension Australasia and China Telegrapb, de Londres, concernant les communications de l'île de Java avec Singapore et l’Australie, vient d’être étendue à un nouveau câble qui sous peu sera posé entre La-bœan-Deli (île de Sumatra) et Penang.
- On annonce que le câble d’atterrissement d’une deuxième ligne télégraphique sous-marine qui doit relier le Danemark à la France par Fanoë et Oye, près Calais, vient d’être posé par la barque norvégienne Genesta.
- Un navire spécial vient de procéder à l’immersion du câble proprement dit, dont les extrémités ont été reliées aux câbles d’atterrissement, et aujourd’hui la communication est établie entre les bureaux de Calais et de Fanoë.
- On va commencer les travaux d’une nouvelle ligne télégraphique aérienne, et, d’ici un mois on pourra correspondre directement de Paris avec Fr^dericia, dans le Jutland.
- Une ligne téléphonique va être installée entre Madrid et Saint-Sébastien, résidence de la cour en été. Elle sera spécialement réservée aux communications officielles.
- La direction générale des postes et des télégraphes a mis en service, à partir du rr août, le circuit téléphonique Paris-Rouen-Trouville.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimeiie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- DIRECTEUR : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII’ANNÉE (TOME XLI) SAMEDI 15 AOUT 1891 No 33
- SOMMAIRE. —. Les lampes à incandescence; Gustave Richard. — Sur les télémètres électriques à bord des bâtiments et à terre sur les côtes; Le Goarant de Tromelin. — Equations réduites pour le calcul des mouvements amortis; P. Curie. — Régulateur Plicque et Levasseur; Paul Robert.— Recherches récentes sur les radiations électromagnétiques; C. Raveau. — Chronique et revue’ de la presse industrielle : De l’application des courants alternatifs à la transmission du travail, par MM. Maurice Hutin et Maurice Leblanc. — Accumulateur Washburn. — Revue des travaux récents en électricité : Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d'éclairage artificiel, par N. Tesla. — Les galvanomètres, par MM. Ayrton, Mather et Sumpner. — Variétés : Sur le transport de la force par l’électricité, par M. Gisbert Kapp. — Faits divers.
- LES LAMPES A INCANDESCENCE (*)
- Nos lecteurs connaissent déjà le principe des lampes à incandescence de M. Nicolas Tesla (2) ; nous croyons utile de donner ici la. traduction presque intégrale de la spécification de ces lampes (3), appelées peut-être à jouer un grand rôle dans l’industrie.
- J’ai découvert, dit M. Tesla, que l’on pouvait produire des résultats inattendus et des plus utiles par l’emploi de courants de très hautes tensions et de très courte durée, notamment que ces courants peuvent être utilisés économiquement et pratiquement pour produire très avantageusement la lumière. 11 faut entendre qu’il s’agit ici de courants d’une période infiniment plus courte et de tensions beaucoup plus élevées que celles employées jusqu’ici.
- La mise en oeuvre de cette invention comprend la création des appareils nécessaires pour engendrer ces courants nouveaux et celle des appareils nécessaires pour pouvoir les appliquer à la production de la lumière.
- (*) La Lumière Electrique, 16 niai 1891.
- (*) La Lumière Electrique, 25 juillet 1891, p. 177. (3) Brevet anglais 1878, 19 mai 1891.
- Les courants de très courte période sont produits en principe par la décharge disruptiVe de l’énergie accumulée dans un condensateur alternativement chargé par une source convenable d’électricité, puis déchargé dans un circuit sous les conditions requises de self-induction, de capacité et de périodicité; on n’obtient pas en décharges intermittentes ou osciliantes un courant alternatif ou ondulatoire d’une fréquence extrêmement rapide.
- Cette fréquence une fois réalisée, on en obtient par une bobine d’induction des potentiels excessivement élevés.
- Quant à l’utilisation de ces courants pour la production de la lumière, elle repose sur ce fait que si l’on relie à l’une des bornes du secondaire de ce transformateur une lampe à incandescence ordinaire, ou, en général, un corps capable de conduire ces courants très rapides et de très hautes tensions, et renfermé dans le vide d’un globe, on produit la lumière d’incandescence, et cette lumière se produit par induction même si la lampe n’est que placée à proximité du secondaire sans y être positivement reliée. II est, bien entendu, nécessaire au succès de cette invention, de réduire au minimum les chances de dissipation d’énergie dans les conducteurs intermédiaires entre la source d’électricité et le corps lumineux; il faut donc isoler parfaitement ces
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- conducteurs 1 et leur éviter les aspérités ou les pointes.
- La figure i représente la disposition générale des circuits. Le courant est fourni par un alterna-
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- Fig. i. — Tesla (1891). Incandescence électrostatique, schéma du circuit.
- teur G, de potentiel comparativement modéré. Le condensateur C, chargé parles courants de potentiel plus élevé induits par le primaire P dans le secondaire S d’un premier transformateur, se dé-
- Fig. 2. — Tesla. Lampe sphérique.
- charge en a dans un circuit A, relié au primaire P' d’un second transformateur P'S'.
- On produit ainsi en A un courant d’une fréquence excessivement rapide, qui se transforme sur le secondaire S' en un courant de très haute tension. Les pôles du secondaire S* sont reliés
- d’une part aux lampes b b, et d’autre part aux parois W de la salle, rendues aussi conductrices qu’il le faut.
- Bien que l’on puisse produire ainsi de la lumière avec des lampes à incandescence ordinaires, M. Tesla préfère l’emploi de l’une des lampes spéciales représentées par les figures 2 à 4.
- Dans la première de ces lampes, l’incandescence est produite par une sphère de carbone e, reliée au secondaire S' par un fil de cuivre g, qui
- Fig. 3. — Tesla. Lampe d’induction.
- traverse les isolants b. et k, ce dernier en terre réfractaire. Le globe b de la lampe porte en outre des réflecteurs /.
- Mais, ainsi que nous l’avons vu, il n’est pas nécessaire de relier positivement la lampe au circuit S'; on peut en provoquer l’incandescence par l’induction : c’est le cas de la lampe figure 3.
- Dans ce dispositif, l’ampoule b de la lampe se prolonge en un gros col fermé sur un tube conducteurs, soigneusement isolé, rempli d’un corps non conducteurs, et bouché par une rondelle métallique 0, recouverte aussi d'un isolant. C’est à cette rondelle qu’est reliée par un fil recouvert d’un isolant k la tige de carbone lumineuse e. Le col de la lampe est enveloppé d’une capsule isolante p, garnie de lames métalliques s, reliée par
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- la rondelle métallique r et le fil g au secondaire S' (fig. i), et protégée par un isolant p. Les lames.? et le tube m constituent les armatures d’un condensateur qui induisent en e les courants d’incandescence.
- La lampe représentée par la figure 4 a deux charbons e reliés chacun à l’un des pôles du circuit par des conducteurs isolés J, et emmanchés
- Fig. 4. — Tesla. Lampe à deux charbons.
- sur ces conducteurs par des amorces en pâte de charbon t, recouvertes de terre réfractaire v. Le vide doit être aussi parfait que possible dans la lampe.
- Telles sont les principales particularités du brevet de M. Tesla, auquel on ne saurait refuser
- /*»
- Fig. 5. — Bailey et Warner (1891)- Filament double.'
- le caractère d’une grande nouveauté, mais sur l’avenir industriel duquel il paraît impossible de se prononcer avant que son inventeur ait pu réaliser d’une façon plus pratique les courants particuliers dont l’emploi est la caractéristique principale et nécessaire de son système.
- Les nouveaux filaménts des lampes de la maison Siemens et Halske ( 1891)sont en carbone recouvert d’une couche infusible et préservatrice d’azo-ture de silicium ou de bore. Aux températures de l’incandescence, ces composés, qui ne s’oxydent pas et ne perdent pas d’hydrogène, protègent le filament assez, paraît-il, pour qu’il puisse, en cer-
- taines circonstances, se conserver même à l’air. Les charbons sont, à cet effet, portés à l’incandescence dans une atmosphère de composés volatils
- Fig, 6 à 9. — Swati (1890).
- ammoniacaux de bore et de silicium, ou saturés d’abord de sels doubles ammoniacaux de bore et
- Fig. 10. — Monture Allam (1890). Coupe diamétrale et suivant AB.
- de silicium, et portés à l’incandescence dans une atmosphère d’ammonîaque ou de composés azotés volatils.
- Le filament des lampes de MM. Bailey et IVar-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ner est constitué par un mélange de charbon et de chaux obtenu en calcinant un aggloméré de chaux et de collodion primitivement enroulé en spirales. On donne ensuite à ces filaments une forme circulaire, en les attachant (fig. 5) aux électrodes d par deux points diamétralement op-
- posés, de manière que si l’un des filaments se brise, l’autre puisse encore marcher. On obtiendrait ainsi un filament très durable, ne noircissant pas le globe de la lampe, et donnant une lumière diffuse très douce.
- La lampe Swan, représentée par les figures 6
- Fig. 11 à 13. — Oudin et Boussac (1890).
- à 9, se distingue par quelques détails de construction ingénieux.' La monture est pourvue d’un emmanchement à ressort 25, emprisonnant
- Fig. 14 et 15. — Wyckoff (1890). Lampes-signaux.
- le culot de la lampe, et supportant l’abat-jour maintenu par un anneau à ressort 26. La fermeture du circuit s’opère par celle des contacts 31-35, au moyen d’une clef F, qui appuie sur 35 une touche isolante 41, quand on fait, en tournant la clef, glisser cette touche dans le cylindre 39 par
- la montée du croisillon 6 de cette touche sur les plans inclinés de la douille 39.
- L’embase de la monture D, à laquelle aboutissent les fils du circuit, se fixe à la monture par
- Fig. 16. — Nickerson et Berrenberg (1891). Indicateur du vide.
- une simple vis de pression 8, qu’il suffit de desserrer sans l’enlever; elle est protégée, ainsi que l’attache des fils, par une capsule H (fig. 9) en deux parties serrées par un ressort assez extensible pour en rendre l’enlèvement très facile.
- La monture de M. Allam, représentée par la fi-
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- gure io, est des plus simples. Les conducteurs aboutissent par l’ouverture/; du disque d’ébonite;; aux vis de contact d-i d2, dont les trous sont pourvus d’abords xx pour recevoir les fils. Le disque^ serre les fils sur la monture à de manière à préserver les vis de tout choc sur les fils.
- L'emploi de la petite lampe chirurgicale à incandescence de MM. Oudin et Boussac s’explique par l’inspection seule des figures 11 et 12. Le contact se ferme en a b et la lampe s’allume aussitôt que l’opérateur redresse le doigt malgré le ressort R.
- L’appareil représenté par la figure 13 permet d’explorer la bouche en abaissant la langue avec la palette L, qui ferme en même temps le contact a b malgré le ressort R.
- Fig. 17. — Nickerson et Berrenberg. Canalisation de vide à joints d’huile. -
- L’emploi des lampes à incandescence pour l'exécution des signaux à la mer se répand de plus en plus. M. Wyckoff a disposé le commutateur représenté par les figures 14 et 15 de manière à rompre et à rétablir très promptement le circuit des lampes, afin de donner aux signaux le plus de netteté possible. Ce commutateur S porte, à cet effet, deux bras A A', dont l’un ferme le circuit, de la dynamo D sur les lampes L tant qu’il touche l’arc B, et le rompt dès qu’il le quitte; mais, en même temps, l’autre bras A' ferme le circuit sur la résistance R, qui peut être constituée par un accumulateur en chargement.
- MM. Nickerson et Berrenberg ont récemment apporté aux pompes à vide pour lampes à incandescence quelques perfectionnements.
- Le premier consiste (iig. 16) à munir la conduite générale du vide V d’un manomètre G, dont le mer-
- cure ferme dès que, pour une cause quelconque, le vide baisse dans une lampe, le circuit de la pile B sur l’électro M, qui déclenche alors le volet S! du commutateur S, et rompt ainsi le courant de la dynamo d’essai D.
- On peut évidemment remplacer le manomètre G par un anéroïde déclenchant mécaniquement le volet Sx sans l’emploi d’un courant.
- Un second perfectionnement consiste (fig. 17) à envelopper la canalisation A A' du vide d’une gaîne d’huile E, à joints étanches, prévenant toute rentrée d’air. La pièce S reçoit soit un tube rodé, soit un robinet, qui doit, dans ce cas, être pourvu d’un trou d permettant de purger l’air du boisseau.
- Gustave Richard.
- SUR LES TÉLÉMÈTRES ÉLECTRIQUES
- A BORD DES BATIMENTS ET A TERRE SUR LES CÔTES
- Dans son numéro du 24 janvier 1891 la Lumière Electrique a bien voulu rappeler que le premier instrument essayé à bord des navires de guerre a été le télémètre électrique que j’avais inventé.
- Elle conclut ainsi : « Cet appareil, qui donne, paraît-il, de très bons résultats, n’est pas applicable à bord des navires, à cause de la longueur de la base qu’il nécessite. »
- Telles ne sont pas les conclusions de la commission qui a expérimenté en 1884 mon télémètre à bord du Souverain, vaisseau des canonnières, où il avait été installé.
- Voici en quelques mots l’historique de cette question, avec les conclusions qui en découlent.
- En se reportant à ce qui a déjà été écrit dans ce journal, on verra que les mesures exécutées pour vérifier sa précision ont permis de constater que jusqu’à 4500 mètres, limite des distances données par les dimensions des règles indicatrices, les erreurs n’ont généralement pas dépassé 1 à 4 mètres, sauf pour une distance entachée d’une erreur de 12 mètres.
- La base était de plus de 1000 mètres, et l’on peut se rendre compte que pour un instrument de ce genre les distances obtenues sont d’autant
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- plus grandes que sur le triangle semblable l’échelle est plus petite.
- Si l’on veut, par exemple, qu’un millimètre représente 5 mètres, on voit qu’une règle d’un mètre de longueur pourra être graduée jusqu’à 5000 mètres sur le plan horizontal qui représente l’horizon du lieu.
- Quoi qu’il en soit, la précision obtenue! m’avait paru plus que suffisante pour en proposer l’essai sur un navire.
- Voici en résumé comment je m’exprimais.
- Je ne pense pas qu’à bord d’un navire destiné au combat un instrument de ce genre puisse trouver un emploi pratique, car la difficulté de viser de l’avant et de l’arrière exactement sur le même point du navire est considérable.
- Des signaux de convention seraient insuffisants en présence de navires dont on ne connaît d’avance ni le type ni le nom.
- 11 ne faut pas songer aux communications téléphoniques, presque impossibles avec les bruits du bord, du vent, du canon. Avec un porte-voix, le temps perdu pour préciser les indications serait considérable, et encore serait-on toujours sûr d’avoir bien visé de l’avant et de l’arrière d'un navire le même point?
- En outre, ces appareils et les hommes qui les feraient fonctionner seraient très exposés, à moins de les mettre dans des blo'ckhauss spéciaux, diffi -ciles à installer sur un navire déjà couvert par l’artillerie, dont le tir passant dans le voisinage des appareils rendrait la position intolérable et même dangereuse pour les hommes.
- . Enfin il faudrait que les appareils fussent doubles, pour pouvoir prendre des distances des deux bords du navire.
- 11 n’en serait peut-être pas de même à bord d’un bâtiment école, destiné à apprendre le tir du canon aux hommes en temps de paix.
- Dans ce dernier cas, très limité, il est utile que l’homme qui envoie son coup de canon, s’il a mal tiré, ne puisse attribuer son erreur qu’à son manque d’habitude de viser correctement, et non à une mauvaise distance donnée par l’officier de tir.
- Enxconséquence, et vu la précision obtenue dans l’appréciation des distances au moyen d’un télémètre, je proposai son essai à bord du Souverain, en le modifiant convenablement pour qu’il pût servir à prendre les distances aussi bien pour bâbord que pour tribord.
- L’instrument fut donc installé à bord du Souve- j
- rain; son fonctionnement, malgré les secousses données par le recul des pièces, fut très bon, et les indications de distances rapides pour des buts sur le choix desquels on ne pouvait se tromper.
- Une fois l’appareil en place, des matelots quelconques ont pu le faire fonctionner sans difficulté pour des distances allant jusqu’à 4000 mètres.
- Mais, malgré ces avantages, il fut reconnu que la fumée empêchait dans beaucoup de cas de voir le but en même temps de l’avant et de l’arrière, et que par suite c’était là un impedimentum auquel on n’avait pas pensé.
- Cet insuccès avait eu, en résumé, l’avantage de vider une question sur laquelie planaient des doutes, et la conclusion était que tout instrument, quel qu’il soit, en admettant un fonctionnement parfait, devait être repoussé du moment qu’il nécessitait deux observations asse% distantes pour être gênées par la fumée.
- Ce n’est donc pas par insuffisance de la longueur de la base que péchait mon télémètre, mais bien pour les motifs que je viens d’exposer.
- lis sont applicables à l’appareil très ingénieux de M. Fiske, et c’est pourquoi je pense que son emploi à bord des bâtiments de guerre n'est pas pratique.
- En s’en tenant au moyen actuellement en usage pour la mesure des distances, le sextant fournit des indications suffisantes, quoiqu’il y ait d’autres perfectionnements importants à apporter dans les moyens d’obtenir des tirs de précision.
- Sur les côtes, au contraire, l’emploi du télémètre, donnant automatiquement la distance, s’imposera, et s’il n’est pas encore entré .dans la pratique, la raison en est dans le peu de connaissances techniques électriques que possèdent ceux qui sont chargés de son fonctionnement.
- L’artillerie de marine, pour les tirs rasants, a employé déjà un assez grand nombre de moyens pour obtenir la distance de navires en marche passant à proximité des forts de la côte.
- Les appareils électriques donnant la distance automatiquement ont été systématiquement écartés. On a essayé de leur substituer la résolution du triangle formé par une ligne brisée idéale partant du canon et y aboutissant après avoir relié le fort en observation et le navire visé. On avait ainsi les trois sommets d’un triangle, et au moyen de tables à doubles entrées, en mesurant au fort et à l’observatoire les angles formés à la base j (connue), on obtenait la distance.
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- Le téléphone ou le télégraphe servaient à transmettre l’angle de l’observatoire.
- D’autres fois on résolvait le problème graphiquement sur un plancher où les angles étaient tracés d’avance. En tendant deux fils selon les angles signalés au téléphone, leur croisement donnait encore la distance. Tels sont les moyens primitifs généralement employés, sauf quelques variantes.
- Ces mesures de distances négligent un élément d’une grande importance, c’est-à-dire la marche d’un navire ou d’une escadre sur la carte.
- Au contraire, avec un appareil qui construit automatiquement le triangle semblable, comme cela a lieu pour mon télémètre, on a l’avantage de pouvoir tracer sur le plan la route que suit le navire, et s’il y a plusieurs navires voisins, on en déduit de suite une distance approximative.
- La direction de la marche des navires pouvant être repérée de temps en temps, il en résulte que le réglage du tir d’une batterie devient facilité par la prévision de la position du ou des bâtiments.
- Si les navires ennemis opèrent un tir contre une batterie de côte en faisant un défilé circulaire, comme cela aura lieu généralement (l’embossage devenant un mode de bombardement dangereux), on voit quelle utilité peut avoir la connaissance des mouvements effectués par l’escadre ennemie. Cette considération doit avoir son poids dans le choix des appareils de visée à employer.
- Le Goarant de Tromelin.
- ÉQUATIONS RÉDUITES
- POUR LE
- CALCUL DES MOUVEMENTS AMORTIS (*)
- La connaissance du décrément logarithmique 1 et de la pseudo-période (»t) du mouvement réduit étant souvent des données suffisantes pour la solution de certains problèmes, nous avons calculé dans le tableau VI ces quantités, ainsi que le rapport absolu (r) de deux élongations successives pour des degrés d'amortissement variant
- , i i , de — en — de o a i.
- 20 20
- Ces valeurs sont calculées à l’aide des formules :
- i
- X = iwia ht, (31)
- X
- r = e .
- TABLEAU VI. — Valeurs du décrément, du décrément logarithmique, de la pseudo-période réduite pour diverses valeurs de l'amortissement.
- na «T X r Ul \A V «d
- 0,00 I,00000 0,00000 !,00000 X) x>
- °5 OOI27 0,15723 1703 2,71438 2,11471
- 10 OO5O2 31574 3713 15440 1,77828
- 15 OI 140 47663 6108 1,88204 60681
- 20 02060 64123 89891 70996 49534
- 25 03280 81116 2,2505 18737 41410
- }0 0483 08848 6858 40378 31118
- 35 0675 >733 3,2343 41896 3001 1
- 40 OÇI 1 37109 9395 35718 2574'
- 4? 1198 58307 4,8702 30493 22091
- 50 347 8137 6,1345 25991 18918
- 55 973 2,0689 7,9160 22050 16121
- 60 2S00 3361 10,5505 18563 1 3621
- 6=j W* 6002 4,73 15440 11 368
- 70 4003 3,0794 21,745„ 12623 09325
- 73 5118 5622 35,2408 10062 07456 1
- No 6666 4,1884 65,95 07720 05735
- 8} 8983 5,0692 159,04 0=565 04145
- 90 2,2942 6,4866 656,8 03573 02669 1
- 95 3,-023 9,55« 14160,0 01723 O I 290
- 1 00 CO 30 I,000000 l, 000000j
- La courbe 1 (fig. 4) donne les variations du décrément r pris en ordonnées en fonction du degré d'amortissement na pris en abscisse, rtend vers 00 pour na tendant vers 1. La courbe 11 représente la même fonction avec une échelle cent fois plus faible pour les ordonnées.
- La figure 5 donne la courbe représentant les valeurs de la pseudo-période réduite «T prise en ordonnée en fonction du degré d’amortissement na pris en abscisse. L’origine des ordonnées est de une unité au-dessous delà limite inférieure de la figure. La figure 6 donne la courbe représentant les variations de la pseudo-période réduite m prise en ordonnée en fonction du décrément r pris en abscisse; cette courbe présente un point d’inflexion.
- La figure 5 montre combien varie peu pour des amortissements faibles la durée de la période; il • faut atteindre le degré d’amortissement 0,43 pour
- (>) La Lumière Electrique du 8 août 1891, p. 270.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- avoir une variation de yy dans la période. Pour na — i, m— ce.
- On voit (fig. 6), qu’il faut un décrément supérieur à 1,5 pour que la période augmente de ~
- de la valeur qu’elle a pour un amortissement nul.
- Nous avons fait également figurer dans le tableau VI les valeurs de \/— et t/— qui don-V na \na
- nent des facteurs commodes à employer pour calculer les variations de dimensions à donner à cer-
- Ccurbi JV.°A
- 0,4 07"
- Fig. 4. — Décrément r en fonction du degré d’amortissement na
- tains amortisseurs lorsque l’on veut passer d’un mouvement oscillatoire donné par expérience au mouvement critique que l’on voudrait réaliser.
- On peut se demander quel sera le degré d’amortissement le plus profitable pour que, toutes les autres données restant les mêmes, le mouvement s’arrête le plus rapidement possible. La déviation n’étant jamais définitivement rigoureusement nulle, on doit seulement chercher le degré d’amortissement qui amène définitivement le plus vite possible la déviation à être inférieure en valeur absolue à une certaine fraction de la déviation initiale.
- On voit facilement que le mouvement le plus profitable est un certain mouvement oscillatoire, mais que ce mouvement, correspondant à un
- degré d’amortissement un peu inférieur à i,est d’autant plus voisin du mouvement critique que la fraction de déviation finale a été choisie plus petite. Si on veut que la déviation soit réduite le plus vite possible à une petite fraction de la déviation primitive à y^, 70600’ Par exem'
- pie, on pourra pratiquement chercher simplement à réaliser le mouvement critique.
- Si on ne peut réaliser ce mouvement, il est intéressant de savoir quelle perte de temps il en résultera dans les lectures.
- TABLEAU VII. — Temps réduit nécessaire pour amener la déviât,on au an ^ au au j^dela déviation
- initiale pour divers degrés d’amortissement.
- na 1 n<x — — 10 ! 100 1 “ 1000 I «3 10000
- 0 00 00 00 00
- 0,1 7,66* 7,33* 11,0* 14,6*
- 0,25 1,324 2,93” 4,40* 5,86*
- 0,50 0,750 1,389 2,20 1,633 2,93*
- o,7°7 0,424 ',053 1,88*
- 0,968 1 ,000 0,595 0,619 0,985 1,058 ' ,317 1,478 1,862
- 1,500 1,025 1,984 2,944 3,9°
- 2,000 1,4>3 2,780 4,150 5,52 8,56
- 3,000 2, 162 4,30 6,430 8,67
- 4,000 2,007 5,79 11,55
- 6,000 4,375 8,75 ! 3, 12 17,46
- 10,000 7,32 14,62 21,91 29,20
- 20,000 14,62 29,26 43,9° 58,60
- 100,000 73,3. 146,5 220 293
- 00 00 00 00 - 00
- Le tableau Vil donne le temps réduit (ht) nécessaire pour amener définitivement lâ déviation
- à être inférieure au au yy^, au -y— de la déviation initiale, et cela pour divers degrés d’amortissement.
- Pour des degrés d’amortissement faibles inférieurs à 0,5 par exemple, on peut, pour ce calcul, substituer à la fonction vraie la fonction exponentielle
- — 2 71 na nt nv. = e f
- donnant une courbe passant par les maxilba successifs de la courbe de la fonction vraie. On n’a ainsi qu’une solution approchée, mais pratiquement suffisante. Les nombres du tablèau Vil
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- marqués d’une (*) ont été calculés de la sorte ; ils ne sont donc pas tout à fait exacts.
- Pour les amortissements d’un degré supérieur à j, on s’est servi pour calculer les nombres du tableau VU des formules. (19) et (20). B est ici négligeable, et on a simplement
- Usage des tables.
- Nous allons donner un exemple numérique re latif à un problème d’électricité.
- Soit un condensateur de capacité de 1 mjcro-farad, chargé au potentiel de 100 volts (Va)etque
- et
- 1 .
- «a = - A 3
- log A = m — p nt.
- Les valeurs de m etp se trouvent dans le tableau 1
- Î.8-
- Fig. 5. — Pseudo période réduite «t en fonction du degré d’amortissement na.
- pour
- divers degrés d’amortissement; on pose
- 11 1 1 . 4. ,
- «* s=—, ——— ou ——— ,et on tire les valu 100 1000 10000
- leurs de nt correspondantes.
- Les courbes de la figure 7 donnent le temps réduit nécessaire pour l'arrêt à.une approximation de
- J_ J______[_ ___!
- io’ IOO’ IOOO ÎOOOO'
- On sait qu’avec un amortissement voisin de l’amortissement critique on peut admettre pratiquement que l’instrument sera arrêté au bout d’un temps réduit égal à 1, c’est-à-dire au bout d’un temps égal à une période du mouvement non amorti.
- On voit que pour un amortissement deux fois trop fort l’instrument mettra environ trois fois plus de temps à s’arrêter.
- n. t
- 13 14
- Fig. 6. — Pseudo période réduite «t en fonction du décrément V.
- l’on décharge à travers un circuit de coefficient dé
- self-induction égal à y— de quadrant.
- Quelle sera la loi de charge du condensateur en fonction du temps pour diverses résistances don-
- pjg, y, _ Temps réduit nécessaire pour l’arrêt d’un instrument en fonction du degré d’amortissement.
- nées au circuit de décharge, le coefficient de self-induction restant constant ?
- Nous avons vu plus haut que l'équation différentielle du mouvement de l’électricité sera
- dl* K ~d~t C ^
- ICI
- L = 0,01
- et
- G = 10—
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- 3io
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- on a
- a
- _R a L
- i
- cT
- c’est-à-dire que 0,02580 de la charge primitive restent encore dans le condensateur.
- Soit une charge
- q doit être substitué à a dans l’interprétation des tableaux numériques.
- Soit qa la quantité d’électricité initiale, on a:
- î.-cv.
- V, = 100 C = 10-6 qQ = 10 -1 coulombs.
- q = 10-* x 0,02580 = 2,58 x 10-® coulombs.
- Le tableau Vil montre que la décharge sera
- complète à — , —î—, —— près au bout de 10 100 1000 r
- «<1 = i,o35i nh = 1,984, ntz = 2,944, soit
- t1 = 0,000644 secondes, i% = 0,00122, i3 = 0,00185
- et
- 11 a = nq
- 9
- Enfin le tableau V nous montre que l’intensité du courant circulant dans le fil sera maxima au bout de
- qa est l’unité adoptée pour évaluer l’électricité dans l’équation réduite.
- Enfin la durée d’oscillation, lorsque R est nul, serait
- T, = ^ = 2 7t \/C L = 6,2832 x 10—* secondes,
- L’on a
- T0 est l’unité de temps à adopter pour interpréter les tableaux relatifs aux équations réduites.
- Si, par exemple, la résistance R est de 300 *>, on aura un mouvement apériodique avec un degré d’amortissement na — 1,5.
- On trouve tableau 11 et figure 2 (p. 273) les variations de (nq) (substitué à nu.) en fonction dent.
- En général, pour avoir le temps t et la quantité q d’électricité, il suffit de multiplier les valeurs de nt par 6,2832 X 10—4 et celles de nq par 10-4.
- Quelle sera la charge restant dans le condensateur au bout de —-— de seconde?
- 1000
- On a
- t == 0,00. seconde,
- lit
- 0,001
- 0,2832 x io-‘ 'i59-
- Cette valeur de nt est comprise entre les nombres 1,55 et 1,60 qui figurent dans le tableau 11. Par interpolation, on obtient
- nt = 0,137 soit < = 0,0000861 seconde
- après le commencement de la décharge.
- Cette intensité maxima se trouve dans le même tableau. On a en effet:
- d ua. d nq d ut d nt
- T„dq q, dt
- OU
- Ici
- soit
- Donc l’intensité du courant est, au moment où elle est la plus forte, égale à 0,2740 ampère.
- Si la résistance du circuit extérieur était de 200 «>, on aurait le mouvement critique na — 1.
- Si R = 100 on a na = -, le mouvement est 2
- oscillatoire, et on trouve dans les tableaux 11, IV et VI toutes les données sur ce mouvement.
- Si l’on désire que le condensateur soit déchargé le plus rapidement possible, il convient de réaliser le mouvement critique (R = 200 “). La dé-
- dq _ q, dnx
- dl 77 Tnf
- q„ 10-4 _ 1
- T, ^ 6,2832 X 10-* ~ 6,2833
- d 11a
- d nt
- 1,7284
- dq
- dt = 0j274°’
- na = nq — 0,02580,
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- charge sera alors complète à près au bout de 0,000665 seconde.
- 11 est bien évident que. le problème de la charge d’un condensateur est le même que celui de la décharge. La quantité condensée à chaque instant pendant la charge sera (qü — q), q étant calculé comme précédemment, qa étant la charge du condensateur.
- 11 convient toutefois de prendre quelques précautions avant de calculer comme il précède des mouvements très rapides de l’électricité. On sait, en effet, que si les conducteurs ont un diamètre suffisamment fort, la résistance qui figure dans les formules est une résistance fictive, supérieure à celle que l’on mesure par les méthodes ordinaires, et, pour être rigoureux, des formules beaucoup plus complexes doivent être employées. Toutefois, nous ne croyons pas que cette cause d’erreur ait une influence notable dans les problèmes qui se sont présentés jusqu’à ce jour dans la pratique.
- Les problèmes que l’on peut avoir à résoudre sont très variés. Voici par exemple un cas que j’ai eu souvent à considérer dans la construction des balances apériodiques.
- Une balance étant construite, on désire savoir quels amortisseurs il convient de lui adjoindre pour avoir le mouvement critique, c’est-à-dire un degré d’amortissement égal à iv ce mouvement ayant été reconnu comme étant celui qui donne les indications les plus rapides. On commence par adjoindre à l’instrument des amortisseurs quelconques, en ayant soin, toutefois, de lés prendre plutôt trop faibles. On observe alors les élongations de la balance, lorsqu’elle oscille, pour déterminer le rapport y de-deux élongations successives. Le tableau VI donne le degré d’amortissement na correspondant à y- '
- D’autre part les amortisseurs à cloche qui servent dans la balance donnent un amortissement proportionnel à la 40 puissance des dimensions homologues. 11 convient donc d’avoir des amortisseurs — fois plus forts, c’est-à-dire de choisir na r
- une cloche semblable à la précédente, mais telle que les dimensions homologues soient dans le
- rapport t à A\Jna. On arrive ainsi sans tâtonnement à l'amortissement que l'on désire. Le tableau VI donne aussi la pseudo-période réduite m; si
- on mesuré la pseudo-période T en secondes, on aura la période T0 du mouvement non amorti par la relation
- T
- Y “ ”T>
- 11 sera alors possible, en se servant du tableau 11, de connaître exactement le mouvement de la balance pour l’amortissement critique que l’on veut lui donner. On saura en particulier, d’après le tableau Vil, que la balance mettra un temps égal à 1,3 T0 pour revenir à sa position d’équilibre, à
- près de l’élongation primitive.
- L'étude expérimentale d’un mouvement apériodique est plus difficile que celle d’un mouvement périodique, parce que l’on n’a pas des points de repère faciles donnés par les oscillations successives. Voici toutefois comment on peut procéder lorsque l'on a à étudier un mouvement apériodique.
- On détermine à partir d’une certaine déviation aQ pour laquelle la vitesse est nulle, les temps tt et nécessaires pour arriver à des déviations aj et a2.
- Les déviations réduites correspondantes seront
- ai as
- //OU --- et H0L2 = —1
- a s a # 7
- D’autre part, le rapport des temps est le même que le rapport des temps réduits
- ntt ___
- nti t\’
- d’où la méthode suivante. Sur la figure 2 on mène des parallèles à l'axe des temps à des distances «a, et «a2 de cet axe, on cherche ensuite par tâtonnements quelle est la courbe qui coupe ces parallèles en des points dont les abscisses ntx
- et m/2 soient entre eux dans le rapport connu yL
- h
- Lorsque l’on sait quelle est la courbe réduite qui représente le mouvement, on a le degré d’amortissement na correspondant. De plus, la relation
- !±
- T.
- permet de calculer T„ par lequel il faut multiplier le temps réduit pour interpréter les indications des courbes ou des tableaux numériques.
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- Le problème est alors résolu. Cette manière de procéder peut recevoir encore un perfectionnement. L’origine du temps est en effet un peu douteuse, par cette raison précisément que la vitesse est nulle au départ.
- On peut éliminer l’origine du temps en faisant une 3e détermination a3 au temps t3. On mènera alors trois parallèles au lieu de deux dans la construction précédente aux distances m2 m3 de
- l’axe des temps et l’on cherchera la courbe pour laquelle
- jlfç —~ lit} ^ ttt! — t}
- nt$ — nh — h — h*
- On trouvera ainsi le degré d’amortissement na et on tirera T0 de la relation
- — t\ j t
- -y----- = 1lt3 — 1lit
- Fig. 8. — «a fonction de ni' pour diverses valeurs de l’élasticité.
- En procédant par ces méthodes graphiques, on ne tombera pas en général exactement sur une des courbes construites pour représenter exactement le mouvement cherché; mais on pourra trouver les deux courbes les plus voisines de part et d’autre de celle qui satisferait complètement au problème, On conçoit que l’on puisse facilement ensuite, par interpolation, reconstituer les valeurs des temps réduits correspondant aux intersections de cette courbe, qui n’est pas construite avec les lignes parallèles à l’axe des temps que l’on a tracé.
- Cas où Von change l’élasticité du système.
- Nous avons considéré précédemment quels divers types de mouvements on obtient successivement lorsque l’on change l’amortissement d’un système sans altérer la force élastique et l’inertie. Voyons maintenant quelles transformations subit la loi du mouvement lorsque l’on donne diverses valeurs à la force élastique sans altérer en ri£n l’inertie et l’amortissement. Pratiquement, çeja répond, par exemple, au cas où, dans un instrument à fil de torsion, on change le diamètre du fil.
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- Dans un problème d’électricité sur la décharge des condensateurs, c’est le cas où l’on change la capacité du condensateur sans altérer la résistance et la self-induction du circuit de décharge.
- On peut toujours sé servir des tableaux et des courbes précédemment établis; toutefois, il convient de remarquer que l'unité de temps T0 nécessaire pour interpréter les formules réduites, varie avec l’élasticité du système ; le degré d’amortissement varie également, si bien que l’on doit à la fois changer de courbe et d’unité de temps, quand on fait varier l’élasticité. 11 est alors moins facile d’avoir une vue d’ensemble sur les effets de cette variation, et il convient de mettre les équations réduites sous une forme un peu différente pour ensuite tracer des courbes d’une interprétation plus facile.
- Si nous considérons des quantités a et b de la formule (2), nous remarquons que b varie proportionnellement à la racine carrée de l’élasticité du système, tandis que a est une quantité constante quelle que soit cette élasticité. Pour généraliser le problème et avoir les équations réduites, nous choisirons a comme unité pour évaluer la valeur de b et nous poserons
- b
- - = nb.
- (22,
- nb caractérisant l’élasticité du système, nous pourrons l’appeler le degré d’élasticité.
- Comme unité de temps, nous ne pouvons plus prendre la durée d’oscillation du mouvement non amorti, puisque l’amortissement a n’est jamais nul. a étant constant et ayant pour dimensions
- l’inverse d’un temps, nous pourrions prendre i
- comme unité de temps. Mais, nous préférons
- prendre comme unité de temps —, parce que, de
- cette façon, le mouvement critique se trouve représenté par la même équation réduite que celle considérée plus haut, équation (3). Nous posons donc
- „r~± = aJ.
- 2 K 2n
- (21)
- nV étant le temps réduit.
- Enfin nous aurons toujours :
- Les équations (7), (5), (4), (3), (6), convenablement transformées, donnent alors les divers mouvements à l’aide de nouvelles équations réduites pour les degrés d’élasticité
- nb — o, «ô<i, nb — 1, «ô>i, nb = » .
- On obtient ainsi :
- na = 1 (25)
- — nb1 lit’
- (26)
- -2nnt\f «N +2^1
- L\ y/t—nb*-/
- + ( ,-----—1-----^ e ~ 27r «<'l
- \ 1 — nb1/ J
- na = e "1t 1lt (1 -f 2-n nl’) (27)
- e ~n £cos [îTtVwé1 — 1 nt'J
- (28)
- -i —== sin (2rc yhib1 — 1 ni’)
- V nb1 — ( J
- yjnb
- na = cos (00 nt')
- (29)
- On peut voir sur les courbes (fig. 8) les transformations successives du mouvement lorsque l’élasticité seule varie. Ces courbes correspondent aux valeurs suivantes de nb :
- I I I I I 2
- o. 1.1,0329.1,4142.2.4.
- IO 64323 > / 7 ” n *
- On peut déduire facilement les courbes de ce deuxième système d’équations réduites en se servant des tableaux numériques calculés pour les courbes du premier système.
- On a, en effet, dans l’ancien, système :
- , t ht.
- w/ = t:=2^*
- et dans le nouveau :
- On tire de là:
- 7 b il
- a t
- nt = —.
- 2 TC
- nb 5= —, na7
- Cl
- ni __a
- nt 0
- (.24)
- =» na.
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- 3r4 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Donc on aura une courbe du deuxième système en changeant l’échelle des temps dans les tableaux précédents; il faudra multiplier la colonne des temps réduits par le degré d’amortissement na.
- Puis on saura que le degré d’élasticité de cette
- nouvelle courbe sera —.
- na
- On voit (fig. 8) que pour une élasticité faible, le mouvement est lent et apériodique (26); la rapidité de ce mouvement s’accroît en même temps que nb jusqu’à ce que l’on ait nb~ 1 qui donne le mouvement critique (27), puis le mouvement devient oscillatoire (28) et la durée de la pseudopériode tend vers zéro lorsque nb tend vers l’infini. Il faut remarquer que la courbe exponentielle (30) (courbe en pointillé, fig. 8).
- passe par tous les maxima et minima de toutes les courbes oscillatoires (28) quel que soit nb.
- Il en résulte les conséquences pratiques suivantes: si l’on augmente le diamètre du fil de suspension d’un appareil à torsion, par exemple, ou si l’on baisse le centre de gravité d’une balance à amortissement tant que nb sera inférieur à 1 on diminuera beaucoup le temps nécessaire pour que l’instrument ne s’écarte plus de sa position
- d’équilibre que de —de sa déviation initiale,
- par exemple. On augmente donc ainsi la rapidité des lectures. Lorsque nb augmentera au delà de 1 on aura, tout d’abord, encore un peu plus de rapidité, mais bientôt tout se passera, quel que soit nb, comme si l’on avait affaire à la courbe exponentielle (30). Ainsi, si l'on augmente l’élasticité d’un instrument à partir d’une certaine valeur de nb, on n’aura plus de variations sensibles dans le temps nécessaire pour les lectures. Le mouvement oscillatoire deviendra, il est vrai, de plus en plus rapide, mais, en même temps, le rapport des élongations de deux oscillations successives devient de plus en plus voisin de 1 et, finalement, il n'y a ni bénéfice ni perte pour la rapidité des indications.
- P. Curie.
- (A suivre.)
- RÉGULATEUR PLICQUE ET LEVASSEUR
- Le présent système se distingue des autres régulateurs en usage dans l’industrie par une nouvelle disposition de l’appareil moteur et des porte-charbons. Le résultat du nouvel arrangement est l’obtention d’une grande régularité de longueur d’arc et le fonctionnement de l’appareil dans une position quelconque. Cette dernièie propriété est due à ce que l’action de rapprochement des charbons l’un vers l’autre n’emprunte pas l’effet de la gravité, mais une simple disposition mécanique. Faisons remarquer, en passant, que beaucoup de régulateurs dits à « frein », dont le mouvement des charbonsest presque toujours dû à la chute de l’un deux vers l’autre, présentent une certaine difficulté de réglage. Le présent régulateur n’a pas cet inconvénient.
- En principe, l’appareil est constitué par deux charbons occupant une position voisine de l’horizontale et serrés dans des galets en laiton faisant fonction de porte-charbons.
- La rotation des galets dans un sens convenable permet l’avancement des deux charbons l’un vers l’autre. Remarquons ici une nouvelle propriété bonne à noter : c’est que le régulateur est à point lumineux fixe, par suite de l’adoption de ce genre de porte-charbons.
- Les figures 1, 2, } représentent d’une façon schématique, en élévation, profil et plan, l’appareil de MM. Plicque et Levasseur.
- Considérons la figure 1. En E et e sont deux électros; le premier, enroulé de gros fil peu résistant, est disposé en tension; le second, enroulé de fil fin, est mis en dérivation.
- Ces deux porte-charbons sont constitués d’une part par le système de galets 0, g, g, et o1g1g1 d’autre part. La figure 2 montre, en profil, comment les charbons sont serrés dans ce système de galets.
- La paire de galets gxgx est maintenue dans une chape en fonte cx faisant corps avec la plaque inférieure du bâti de la lampe. Cette pièce est fixe. L’autre paire de galets g g, au contraire, est adaptée à une chape mobile c. Cette chape oscille autour d’un axe qui porte le grand galet O. Cette pièce, toute en fonte, affecte la forme d’un V; l’une des branches est constituée par la chape C, et l’autre par l’armature A, qui doit subir l’action magnétique de l’électro E.
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- Le rapprochement des charbons s’effectue par la rotation en sens contraire suivant les flèches, des deux galets O et Ot.
- Pour obtenir ce mouvement, sur l’axe des dits galets sont calés deux pignons P et Pt.
- Ces pignons engrènent à angle droit, avec deux autres pignons ppt très petits, solidaires l’un de l'autre par leur calage sur un même axe, et commandés par un rochet b (fig. 2). Le mouvement de rotation est donné à cette dernière pièce par un déclic <7 monté sur une armature en fer doux a.
- Cette armature, placée en regard du noyau de lelectro e, acquiert au moment convenable un mouvement vibratoire, grâce à la combinaison suivante. Sur la figure 2, m est un ressort qui, en temps ordinaire, attire à lui l’armature a et la fait communiquer avec une vis de réglage v tournant dans une colonnette /.
- L’armature a, articulée en /, oscille autour de ce point dès que le magnétisme du noyau de l’élec-troe devient suffisant pour l’attirer. A ce moment, l’armature a quittant la visu, le courant est coupé
- Fig. i, 2 et 3. — Régulateur Plicque et Levasseur,
- l’armature revient à sa position première et ainsi de suite. Le mouvement de l’armature a donne au déclic q un mouvement de ya-et-vient qui pousse le rochet b, et le mouvement de rapprochement des charbons l’un vers l’autre a lieu.
- Quant aux connexions, le courant principal arrive à la lampe par la borne B, parcourt le circuit de l’électro H ét en sort pour être ïelie à la pièce oscillante A. Cette pièce recevant le courant le transmet au charbon qu’elle porte qui l’amène au charbon opposé pour sortir ensuite par la borne positive
- Les connexions de la bobine en dérivation l sont prises l’une à la borne B, qui amène le cou-
- rant à la bobine en passant par le système de l’interrupteur et le retour s’effectue par la borne Bt.
- Le courant passe dans la bobine l en entrant par la colonnette l, la vis v et l’armature aq qui, frottant sur le gaieté, détermine le contact nécessaire à la fermeture du circuit.
- Les organes et le montage de la lampe sont décrits; voyons maintenant le fonctionnement.
- Au repos, les deux charbons sont en contact. Nous faisons arriver le courant. Aussitôt, l’élec-tro E attire à lui la branche A du porte-charbon oscillant, les charbons s’écartent de quelques millimètres et l’allumage a lieu. Une vis de réglage, qui n’est pas indiquée dans la figure, permet de
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- LA LLaIIÊRE ELECTRIQUE
- donner à cet arc la longueur la plus convenable pour un bon éclairage. L’arc ne présentant qu'une résistance relativement assez faible, le courant passant dans la bobine en dérivation e est très faible aussi, grâce à la grande résistance du circuit de cette bobine; il n’y a pas attraction de l’armature d et b, tout reste en équilibre jusqu’à ce que l’usure des deux charbons apporte une modification dans la résistance de l’arc.
- Par l’effet de cette augmentation de résistance, une plus grande quantité de courant tendra à passer dans l’électro e; son action magnétique sur l’armature a augmente, cette pièce se trouve attirée et le mouvement vibratoire de l’inierrupteur commence.
- Ce mouvement, comme nous l’avons vu, fait mettre en mouvement les deux galets O Ox au moyen de la combinaison des pignons ppt (fig. 3).
- Les deux charbons avancent l’un vers l’autre, l’arc revient à sa longueur normale, et le mouvement de l’interrupteur cesse par suite de l’affaiblissement du courant dans la bobine e.
- Ce régulateur présente un avantage au point de vue de la pose et de l’extraction des charbons. Ces derniers n’étant retenus par aucune vis de serrage, il suffit pour charbonner la lampe d’enfoncer par simple poussée les charbons entre les galets qui doivent les supporter. Pour extraire ces charbons, quand ils sont usés, on les tire simplement à la main. Remarquons que cette dernière opération a demandé aux constructeurs d’apporter une combinaison spéciale dans la manière défaire engrener les petits pignons pp^ avec les roues dentées P Pi. En effet, il fallait qu’au moment du charbonnage ou du décharbonnage le rochet b ne se mît pas à tourner par suite de la rotation de l’ensemble des pignons P Px ppt; le mouvement de ce rochet aurait endommagé la languette q de l’armature du trembleur.
- Pour permettre de procéder aux deux opérations précédentes sans inconvénient, les deux pignons p pi sont portés sur un axe tournant dans une fourche en fer Kbj]x\ cette fourche oscille autour du point h et un ressort n la tient écartée quand le courant ne passe pas dans l’appareil; à ce moment les pignons ppt n’engrènent pas avec les roues dentées P Px ; on peut alors opérer avec les charbons comme bon il semble. Le contact entre les engrenages ne s’établit qu’au passage du courant. En effet, la partie hb de la fourche en fer est voisine du noyau de l’électro E; elle en épouse
- même la forme. Or, dès que le courant passe, la fourche est attirée vers le noyau, le ressort » se tend et les pignons ppt se trouvent rapprochés des roues avec lesquelles ils engrènent.
- Le régulateur Plicque et Levasseur fonctionne non seulement en dérivation sur un circuit d’autres lampes, mais encore en tension. Cette dernière marche n’influe aucunement sur sa régularité, la fixité de la lumière ne varie nullement. Cet avantage est à noter, la plupart des régulateurs ne pouvant admettre les deux modes de fonctionnement sans une modification spéciale de leur mécanisme.
- Une autre particularité que nous ferons remarquer : ce régulateur fonctionne à bas voltage; avec un courant de 15 ampères, une chute de potentiel de 35 volts aux bornes est suffisante.
- En somme, le présent appareil nous paraît intéressant; il offre plusieurs avantages pratiques qui nous permettent de lui souhaiter pleine réussite devant les électriciens.
- Paul Robert.
- blié récemment (2), l’exposé des principales questions théoriques que soulève la propagation des ondes électriques le long des fils. Je n’ai pas à revenir sur ce point; je voudrais indiquer seulement quelques travaux récents ayant trait surtout à l’influence du milieu qui entoure le fil sur la vitesse de propagation des ondes le long de ce fil.
- M, IVaitç (3) en cherchant à répéter les expériences de Hertz, a observé le fait suivant. Les extrémités du circuit secondaire étant constituées par les boules d’un micromètre à étincelles qui
- (>) La Lumière Electrique du 8 août 1891, p. 257. (') La Lumière Electrique, t. XL, p. 101.
- (8) Wiedemann's Annalen, t. XL1, p. 425.
- RECHERCHES RECENTES
- RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES (»)
- IV. — ÉTUDES DES RADIATIONS PROPAGÉES PAR LES FILS
- On trouvera dans un article de M. Blondin, pu-
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- avaient 2 cm. de diamètre, en les réunissant par l’intermédiaire d’un fil de rhéostat de plusieurs ohms de résistance, on voyait les étincelles disparaître complètement dans le micromètre, ou tout au moins s'affaiblir considérablement. A mesure qu’on diminuait la résistance de la dérivation (c’est-à-dire du rhéostat), on voyait les étincelles devenir de plus en plus nettes ; enfin, en n'employant plus qu’un fil de cuivre court, l’intensité des étincelles n'était que très peu inférieure à ce qu’elle était primitivement, sans dérivation. On observait donc ce phénomène paradoxal que le courant induit, auquel on offrait un circuit fermé de résistance très faible, ne le suivait pas, mais préférait traverser l’interruption entre les boules du micromètre; au contraire, à mesure qu’on augmentait la résistance de la partie conductrice fermée, une fraction de plus en plus grande du courant la traversait, jusqu’à ce que, cette résistance ayant acquis une valeur notable, elle fût traversée seule par le courant et qu’il ne se pro-duisît plus de décharge visible entre les boules du micromètre à étincelles.
- Cette observation suggère l’idée que le phénomène résulte des propriétés des vibrations électriques très rapides qui se produisent dans le circuit secondaire et qu’il doit être possible, en faisant varier d’une façon continue la longueur de la dérivation, d’obtenir une augmentation et un décroissement périodiques de l’intensité des étincelles.
- En constituant la dérivation par^un fil de cuivre dont la résistance irait toujours en augmentant, on aurait, pour une longueur déterminée, une disposition analogue à celle qu’employa Hertz (*), et qui lui permit de produire pour la première fois une vibration possédant deux points no-daux.
- Pour réaliser cette idée, on constituait la dérivation de deux fils de cuivre longs, polis, parallèles, le long desquels on déplaçait un fil de jonction court. Pendant ce déplacement, on observait en effet une variation périodique d’intensité des étincelles. 11 est clair qu’entre deux positions du fil mobile correspondant, par exemple, à un maximum, la longueur des deux fils parallèles est un multiple simple de la longueur d’onde; ce qu’il y a de plus simple est de supposer qu’elle est égale à une seule longueur d’onde, mais l’expérience
- montre qu’en réalité elle est égale au double de cette longueur. En effet, quand l’étincelle a une intensité maxima le fil de liaison se trouve toujours à un nœud de la vibration, comme on le prouve en reliant au fil des capacités considérables, qui n’exercent dans ce cas aucune action.
- La méthode précédente, ou méthode de la dérivation {Méthode der Abpveigung) offre un moyen commode de mesurer la longueur des ondes stationnaires dans les fils. Elle a été employée pour faire cette détermination pour différentes vibrations primaires; on s’est servi de deux conducteurs primaires A et B.
- Le conducteur A était constitué par deux fils de cuivre de 38 cm. de long et 5,5 mm. de diamètre, portant, à l’une de leurs extrémités, une lame de zinc de 40 cm2 de surface, et à l’autre une sphère de laiton de 2,7 cm. de diamètre. Les fils du conducteur B avaient 12 mm. de diamètre et 15 cm. de long ; ils étaient en laiton et portaient des lames de zinc de 20 cm2 de surface. Vis-à-vis de ces conducteurs primaires on plaçait le circuit secondaire; le plan du cercle vertical est parallèle au plan vertical qui passait par l’axe du conducteur primaire, l’interrupteur à étincelles au point le plus bas du cercle, et les deux fils de dérivation horizontaux et perpendiculaires au plan du cercle.
- On n’employa d’abord que des circuits secondaires, qui étaient nettement en résonance avec la vibration primaire, c’est-à-dire, pour le conducteur A, en cercle de 70 cm. de diamètre, pour le conducteur B en cercle de 30 cm. environ. Mais on observe qu’on obtenait les mêmes résultats avec d’autres cercles et qu’on, pouvait modifier considérablement le diamètre sans que la longueur d’onde mesurée variât. En prenant des diamètres qui allaient de 7 cm. à 100 cm., on obtenait toujours la même longueur d’onde; on avait une méthode permettant de déterminer la période propre du conducteur primaire (on appellera la vibration ainsi déterminée la vibration principale, Hauptschwingung). Même en supprimant le cercle secondaire et en n'employant que le micromètre à étincelles, les fils de dérivation et le pont, on pouvait observer nettement la variation périodique d’intensité des étincelles et déterminer la longueur d’onde.
- Pratiquement, il est préférable d’employer des grands cercles secondaires avec lesquels on observe plus facilement les maxima. D’ailleurs, il
- t1) La Lumière Electrique, t. XXV, p. 335.
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- n’est pas nécessaire d’établir la dérivation entre l,es boules du micromètre à étincelles; il suffit que tes points d’attache ne soient pas trop voisins l’un de l’autre et soient situés de part et d'autre du diamètre qui passe par l’interrupteur.
- On obtient ainsi X—2,2 m. pour le conducteur A (Hertz avait trouvé 2,8 m. pour un conducteur qui ne différait du précédent que par la longueur des tiges, 60 cm. au lieu de 76 cm.), et X = 1,4 pour le conducteur B. On peut encore obtenir cette longueur d’une autre façon; on dispose les fils reliés au micromètre à étincelles non plus parallèlement, mais en ligne droite et en sens contraire, et on déplace le long de chaque fil une grande lame métallique qui lui est reliée, l’ensemble étant placé en face du primaire et parallèlement.
- La distance de deux positions de la lame pour lesquelles l’étincelle est maxima est un multiple de' la longueur d’onde. Au lieu de deux fils, on peut n’en employer qu’un seul. Ces dernières méthodes sont beaucoup moins précises que la précédente, à cause de la diminution considérable des étincelles.
- On a essayé de déterminer la longueur d’onde pour un conducteur C composé de tiges de laiton de 15 cm. de long et de 2,5 cm. de diamètre, avec des boules de même métal; la période devait être beaucoup plus courte que pour les premiers. On n’a pas pu constater de périodicité dans l’intensité des étincelles; la méthode ne peut donc pas s’appliquer avec le conducteur C.
- L’auteur a appliqué la méthode de dérivation à l’étude de l’influence qu’exerce le milieu ambiant sur la vitesse de propagation le long d’un fil. Dans ce but, il construisit une rigole de zinc de 8 m. de long, 7 cm. de large et 4 cm. de haut, ouverte à la partie supérieure, divisée, au milieu de sa longueur, en deux parties par une lame de zinc. Dans chacune des deux parties, on faisait passer, en les isolant, un des fils de dérivation portant un micromètre à étincelles. La rigole entière fut remplie d’un liquide isolant, dans lequel plongeaient les fils, et on déplaçait le pont isolé le long des fils jusqu’à ce qu’on obtint un maximum d’étincelles au micromètre.
- En fait, une partie du pont n’était pas entourée de liquide, mais comme le maximum d’étincelles se produisait toujours quand le pont s’était déplacé de la longueur d’une onde stationnaire dans le liquide, on mesurait en somme la longueur
- d’onde dans 1e liquide. Avant de remplir la rigole on s’était assuré que la longueur d’onde pour tes fils de dérivation dans l’air n’était pasmodifiéëpar la masse métallique qui les entoure.
- Comme liquides isolants, on employa l’alcool, l’huile de ricin et 1e pétrole. Dans 1e premier, on ne peut rien mesurer, ce que l’auteur attribue à la conductibilité du liquide. Dans l’huile de ricin, la détermination de X fut également très incertaine, et obtint X = 1,4 m. pour le conducteur A; 1e rapport des longueurs d’onde dans l’air et dans l’huile de ricin serait donc celui de 2,9 à 1,4. Les expériences sur le pétrole ont mieux réussi. On à pu employer tes deux conducteurs A et B. On
- a trouvé X = 2,0 m. etX=i,o m. pour
- ducteurs A et B.
- 11 en résulte :
- Pour 1e conducteur primaire A,
- Longueur d'onde dans l’air 2.9
- Longueur d’onde dans le pétrole - 2,0
- pour le conducteur primaire B,
- Longueur d’onde dans l’air 1,4
- Longueur d'onde dans le pétrole 1,0
- La concordance de ces nombres est satisfaisante.
- L’emploi de vases aussi longs étant très incommode, l’auteur a cherché à mesurer tes longueurs d’onde non plus dans des fils rectilignes, mais dans des hélices reliées en dérivation au micromètre à étincelles. On contourna deux fils de laiton de 9,9 m. de long en hélices de 110 tours chacune et on tes plaça, en tes isolant, dans une grande caisse de zinc.
- Une bande de laiton épaisse, fixée entre deux tours de chaque hélice, réunissait lés deux fils; on la déplaçait jusqu’à ce qu’on eût observé 1e maximum d’étincelles. En employant successivement tes deux conducteurs, on trouva pour les longueurs d’onde correspondant à leurs vibrations principales dans l’air X = 45 tours et X = 20 tours. Dans le pétrole on trouva X = 35 tours et X= 14 tours. On en conclut :
- Pour le conducteur primaire A,
- Longueur d'onde dans l’air 415 _
- Longueur d'onde dans le pérrole 35 l>3 ’
- pour le conducteur primaire B
- Longueur d’onde dans l’air_20 _ ,
- Longueur d'onde dan* le pétrole 14 ’4‘
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- Ces quotients, qui représentent l’indice de réfraction du pétrole pour les ondes électriques, l’indice de l’air étant pris pour unité, ont à peu près la même valeur que l’indice de réfraction optique, qui est de 1,437 pour ra’*e D.
- Avec l’huile de ricin on obtint, en employant
- les spirales, le rapport —, c’est-à-dire 1,7; l’indice 27
- de réfraction est 1,533. L’écart entre les deux nombres est dans le même sens que pour le pétrole.
- « D’ailleurs, conclut M. Waitz, d’après les recherches de M. Hertz, les ondes électriques se propagent dans un fil beaucoup plus lentement que dans l’air libre, et, à proprement parler, dans nos expériences il ne s’agissait pas de longueurs d’onde dans l’air ou le pétrole, mais plus exactement de longueurs d’onde dans des fils entourés d’air ou de pétrole.
- Fig. 1
- Par suite, on ne voit pas encore nettement la signification de la coïncidence des indices de réfraction des ondes électriques et optiques, et il reste à chercher, avant d’entreprendre de nouvelles expériencès, si cette coïncidence n'a pas lieu par hasard pour le pétrole, et si elle s’étend à tous les isolants. Quoi qu’il en soit, les expériences montrent combien est faible, si elle n’est pas nulle, l’influence de la nature du conducteur dans lequel les ondes se propagent (car avec des fils de fer, de nickel, de cuivre, minces ou épais, les longueurs d’onde étaient les mêmes), et quelle importance déterminante à la nature du milieu qui entoure le conducteur ».
- M. Rubens (*) a entrepris, après les expériences de M. Lecher, de déterminer non seulement la longueur d’onde, mais encore la forme de la vibration et l’amplitude des ondes électriques stationnaires. 11 s’est servi du bolomètre qui a été décrit dans un précédent article.
- L’inspection de la figure 1 suffira pour faire
- comprendre la disposition employée. Voici les dimensions :
- Les lames A et B sont des carrés de 40 cm. de côté; les lames D et E ont 10 cm. La distance du point D au fil F U est 83 cm. Les deux fils F H et G J sont à une distance de 8 cm; leur longueur, dans la partie parallèle, est 570 cm. Leur extrémité est constituée par de petites lames métalliques H et J.
- Pour employer le bolomètre à la mesure de l’énergie dépensée en un point du fil, il est clair qu’on ne peut relier ce point par un fil conducteur au bolomètre. L’augmentation de capacité qui en résulterait donnerait certainement à la vibration un caractère nouveau. Les fils qui vont au bolomètre doivent donc se terminer à une distance des fils parcourus par les oscillations électriques
- telle que, d'une part, l’augmentation de capacité qu’ils produisent n’influe pas sensiblement sur la vibration, et que, d’autre part, l’action sur les fils conducteurs soit assez intense pour produire un échauffement mesurable au bolomètre. Après de nombreux essais, voici la disposition que l’on adopta :
- Autour des deux fils l et m, on plaçait deux morceaux d’un tube de verre capillaire à parois épaisses, de 5 cm. de longueur environ, auxquels sont fixés, par de la cire à cacheter, les extrémités des fils du bolomètre, qui en font une fois le tour. On constituait ainsi deux petites bouteilles de Leyde dont la capacité était extrêmement faible. L’induction électrostatique transmet l’oscillation de « l’armature intérieure », c’est-à-dire celle des fils l et m à « l’armature extérieure », c’est-à-dire aux fils du bolomètre.
- Pour déplacer de quantités égales les deux « bouteilles » sur les fils tendus, on les avait réunies par une pièce de bois transversale. La position de cette pièce mobile était repérée au moyen d’un ruban divisé placé entre les deux fils.
- La figure 2 représente la pièce mobile; l et m
- (!) IViedemann's Annalen, t. XL11, p. 154, janvier 1891.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- sont,comme dans la figure i, les fils vibrant électriquement; a et b les petites bouteilles de Leyde, c est la pièce de bois transversale, d et e les fils conduisant aux résistances du bolomètre.
- Deux autres petites bouteilles de Leyde (p etq), de construction presque identique à celle des deux premières, mais de capacité plus considérable, étaient fixées à demeure aux extrémités des fils l et m, en J et H (fig. i). A l’aide d’un commutateur, l’expérimentateur pouvait à chaque instant relier à la résistance du bolomètre les bouteilles fixes au lieu des bouteilles mobiles. Ceci procurait deux avantages.
- D’abord il était possible, à l’aide de ces bouteilles fixes, de fournir une preuve du fait que la capacité des bouteilles mobiles est trop faible pour influencer notablement la vibration des fils. En effet, on trouvait que l’énergie dépensée à l’extrémité des fils était absolument indépendante de la position de la pièce mobile.
- Ceci n’est pas vrai quand on augmente la capacité des, bouteilles mobiles, par exemple en plaçant sur les tubes capillaires comme armature extérieure, au lieu du fil de 0,5 mm. de diamètre, une bande de tôle d’environ 20 mm. de large. Les valeurs de l’intensité de la vibration à l’extrémité varient notablement avec la position de la pièce mobile.
- En outre, cette disposition permet de juger à chaque instant de la constance de la vibration pendant chaque série d’expériences effectuée en déplaçant la pièce mobile. Pratiquement, on effectuait ce contrôle en manœuvrant le commutateur toutes les fois qu’on avait fait un nombre déterminé (généralement cinq) de mesures de l’énergie en divers points des fils l et m et mesurant l’énergie à l’extrémité. Si la valeur trouvée à ce moment différait notablement de celle qu’on avait observée au commencement de la série d’expériences, on ne la continuait pas et on rejetait les résultats.
- Le bolomètre employé ne différait de celui qui a été décrit précédemment (1) que par l’emploi d’un fil de fer beaucoup plus fin (son rayon était 0,023 mm. et son coefficient de température 0,00603), ce qui augmentait notablement la sensibilité. Grâce aux qualités de ce fil et à la sensibilité considérable du galvanomètre Thomson, on a pu opérer av,ec un courant auxiliaire très faible. Ce courant était fourni par un accumulateur fermé
- (i) La Lumière Electrique, t. XLI, p. 170.
- sur une résistance de 30 à 100 ohms et présentait une constance remarquable. Sa faible intensité et sa constance rendaient les oscillations du zéro extrêmement faibles.
- En mesurant de la façon indiquée plus haut, à l’aide du bolomètre et des bouteilles mobiles, l’énergie en une série de points du fil équidistants, puis prenant peur abscisses la distance d de la pièce mobile à l’origine, et comme ordonnées les déviations du galvanomètre, on obtient des courbes qui présentent nettement un caractère de périodicité, bien qu’en général leur forme soit peu régulière. Toutefois, en faisant varier la longueur des fils rs (fig. 1) du conducteur primaire depuis
- — i / [
- \
- A \ \ A -y- V \ \ / 4 ! r
- .i i / Vr* /
- i
- 110 *10 JtO ijfO dJO
- Fig. S
- zéro jusqu’à des valeurs assez grandes, on trouve que ces courbes prennent un caractère plus accentué et plus régulier. Avec un fil de 60 cm. environ on obtient les courbes les meilleures et les plus régulières. Si on dépasse cette valeur, elles perdent de nouveau en netteté.
- Il semble légitime de conclure que, quand les fils du conducteur primaire ont une longueur de 60 cm., il y a résonance entre les vibrations du conducteur primaire et celles des fils l et m. La figure 3 donne les résultats d’une série d’expériences effectuées dans ces conditions. Les abscisses, qui sont les longueurs mesurées sur le ruban, sont comptées à partir des points F et G. Sur la figure 3 on observe deux minima très prononcés, l’un pour / = 50, l’autre pour/ = 465 cm. La demi-longueur d’onde est donc 415 cm. 11 est inutile de calculer la période propre du conducteur primaire, parce que la capacité des lames A et B ne peut s’évaluer l que grossièrement.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 321
- L’onde électrique représentée par la figure 3 I Le premier minimum (pour / = 50) est beaucoup présente encore une irrégularité facile à observer. | moins accentué que le second (pour/ = 4ô5). En
- A —
- ] i
- i —i — — —
- - A 1 i i — i
- . — i
- E / K j k. \ ! 1
- i \ 1 i \ i | 3 t \ -4— \
- J \ T ! ! \ \ \ / l
- . —v fjp 1 (G) \ \
- Fig. 4.
- faisant varier la longueur du fil primaire, on n’ar- I bientôt, par une autre méthode, à obtenir des ondes rivait qu’à augmenter la différence. Mais on arriva J beaucoup plus régulières.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- M. Lechera montré (J) qu'en plaçant un pont qui réunit métalliquement les fils l et m, on les divise en deux circuits qui agissent par induction l’un sur l’autre. Dans certaines positions privilégiées du pont, cette influence est particulièrement intense, ce qu’on déduit de l’éclat d’un tube vide placé sur les fils. M. Lecher a montré également [que ces positions privilégiées se divisent en systèmes de points équidistants et qu’en outre, quand on place un fil de jonction en un point d’un tel système et qu’on explore le fil avec un autre pont, c’est pour les points de ce système
- qu’on obtient une résonance, et, par suite, une illumination du tube.
- Ces observations amènent à croire qu’on a affaire à des vibrations simples dans le circuit d’induction en deçà du premier pont; c’est ce qu’ont vérifié toutes les observations subséquentes.
- L’auteur a cherché à déterminer, pour le procédé de M. Lecher les positions privilégiées pour lesquelles il y a résonance mutuelle des deux circuits d’induction. Le pont employé était entièrement semblable à celui de M. Lecher. Les observations se faisaient au moyen d’un bolomètre et
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- Fig. 6.
- des bouteilles p et q (fig. i) fixées à l’extrémité des fils l et m. Avec le système de coordonnées déjà indiqué, on obtient la courbe de la figure 4 où la position des points singuliers est indiquée par les maxima.
- Je reproduis ici quatre courbes obtenues de cette façon, publiées par M. Rubens. La première correspond à un fil r s de 50 cm. de longueur, la seconde (fig. 5) à 20 cm., la troisième et la qua-trièmex(fig. 6) à 3 cm.
- Les deux courbes de la fig. 6 ont été obtenues à deux jours différents avec des valeurs différentes du courant auxiliaire. Leur parallélisme constant
- (') La Lumière Electrique, t. XXXIX, p. 89.
- montre quelle confiance on peut avoir en la méthode.
- La courbe de la figure 5 présente quatre maxima caractéristiques. Dans la figure 6, cinq autres sont venus s’ajouter à ceux-là, parmi lesquels l’un deux (B) présente la particularité remarquable d’exister dans plusieurs séries d’expériences et de disparaître dans d’autres. Les courbes représentées figure 6 en contiennent encore deux nouveaux, soit onze en tout. Le maximum E, qui existe dans toutes les courbes, est à peu près au milieu du fil, si l’on remarque qu’il existe encore 83 cm. en deçà du zéro. Autour de celui-là, les autres se groupent d'une façon grossièrement symétrique. Ainsi, au maximum J correspond le
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- 3a3
- maximum A, et aux maxima K et L deux maxima « et p observés respectivement à — io et à — 20, qui ne sont pas représentés sur les figures. Enfin, aux maxima F, G et H correspondent les maxima C, D et B.
- Une étude plus approfondie de l’influence des deux circuits d’induction créés par l’établissement du pont conduit à une relation algébrique très simple qui donne la position de ces maxima.
- Admettons que la portion UV du pont soit tellement choisie que la déviation observée aux extrémités des fils / et m, en J et H, soit un maximum. 11 existe alors certainement dans le circuit d’induction EVUD un ventre de vibration en E et D, un nœud entre U et V.
- Si P est le milieu de la distance U V, D V P est un multiple impair d’un quart de la longueur d’onde. 11 y a également, dans le circuit d’induction H U V J, un ventre en J et H, un nœud en P. Par suite, le segment H U P doit être également un multiple impair d’un quart de la longueur d’onde. Si la capacité en D et H n’était pas plus grande qu’en tous les autres points du conducteur l, Je rapport des longueurs D U P et HUP serait celui de deux nombres entiers impairs. Ce n’est pas le cas ici, parce qu’on a augmenté la capacité en ces points en fixant les lames en D et H.
- Pour arriver à la relation simple indiquée, il suffira donc de supposer qu’on a remplacé les capacités en D et H par des -prolongements du fil (').
- Soit a et b les longueurs de fil correspondant à ces capacités, c la longueur du pont en centimètres, l la position d'un maximum lue sur le ruban. On doit avoir la relation
- a + + - + ù
- 2 2 n — 1
- r C . 2 m — 1 *
- b +-.+ 570 —h
- où n et m sont des entiers arbitraires. Prenant pour a — 5,3 cm., pour b=bo cm. et pour c sa valeur 14 cm., il vient
- 145 + H 2 n -1 ' 637 — e-l 2 m * 1 ‘
- C) M. Lecher a montré que l’addition de capacités aux extrémités du fil exerce la même action qu’un prolongement de ces fils. D’ailleurs, on obtient dans ses expériences diverses valeurs de la longueur virtuelle pour la même capacité, en employant des vibrations de périodes diverses. Dans le calcul suivant, ces longueurs n’interviennent que comme correction et il suffit de prendre des valeurs constantes.
- Le tableau suivant montre que cetle formule donne la position de tous les maxima d’une façon approchée quand on fait prendre à m et n toutes les valeurs de 1 à 4. Comme les observations se faisaient de 10 en 10 cm., on ne pouvait guère espérer de concordance plus parfaite. Il y a un cas cependant où la différence entre l’abscisse observée et l’abscisse calculée d’un maximum (H) atteint 16 cm. Cet écart ne peut s’expliquer par des erreurs d’observation. Comme d’ailleurs l’ensemble du procédé de calcul n’est, ainsi qu’on l’a remarqué, qu’une première approximation, l’auteur pense que cet écart unique ne peut servir d’argument contre la manière de voir exposée.
- m n 2 m — 1 2 n - I /cal. / obs. Indication des maxima
- 4 1 7 I — 47 — 49 a
- 3 1 3 I — 14 — 12 P
- 2 1 3 I -t- 31 + 5° A
- 4 2 7 3 + 89 + 86 B
- 3 2 5 3 148 '43 C
- 4 3 7 5 ' l8l 182 D
- 2 2 3 3 246 245 E
- 3 4 5 5 311 305 F
- 2 3 3 7 343 334 G
- 2 4 3 7 402 386 H
- 1 2 I 3 44' 443 J
- 1 3 I 5 506 503 K
- 1 4 I 7 529 523 L
- En faveur de cette hypothèse, il faut faire remarquer que le tableau précédent a conduit à la détermination des maxima a et (3. Les figures montrent également que les maxima auxquels correspondent, dans les idées précédentes, des rapports de résonance simples des deux circuits d’induction, tels que A (1:3), E (1:1), J (3:1), K (5:1), L (7:1) sont très accentués, tandis que D et F qui correspondent aux rapports (5:7) et (7:5) sont très peu marqués. Ces deux derniers manquent totalement dans la courbe de la figure 5 ; dans la figure 4 A, E, J, K sont seuls nettement visibles C).
- Plaçons le pont en un point quelconque des
- (r) On reconnaît que le nombre des maxima diminue quand on augmente la longueur des fils es du conducteur primaire, et que les premiers qui disparaissent sonf ceux qui correspondent à une résonance des deux circuits d’induction dans laquelle l'un des deux doit renfermer 7 ou 5 demi-ondes. Ce fait semble être une conséquence de l’accroissement de la longueur d’onde moyenne émise par le conducteur primaire.
- a + D U P _ J+HUP
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- fils / et m pour lesquels la courbe indique un maximum, par exemple en a ou A; en raisonnant toujours de la même façon on devra s’attendre à trouver, depuis A ou a jusqu’à l’extrémité du fil, respectivement 3 ou 5 quarts de longueur d’onde, car les demi-longueurs réduites des deux circuits d’induction dans les deux cas sont d-ans les rapports 1:3 et 1:5. La série d’expériences représentée par les figures 7 et 8 vérifie la légitimité de cette conclusion.
- La figure 7 nous donne une représentation de la distribution de l’énergie dans les fils / et m
- quand le pjpnt reste placé au point -f- 30. La série d’expériences qui a servi à tracer la courbe a été exécutée au moyen du bolomètre et des bouteilles mobiles. Si on imagine que la ligne des abscisses ait été prolongée jusqu’à une longueur de fil de 637 cm., on reconnaît que la courbe, entre les abscisses 50 et 637, est composée de trois quarts d’onde. De même, la figure 8 qui représente les résultats de deux séries d’expériences effectuées avec un pont placé à — 10 montre nettement qu’il existe, comme on le prévoyait, cinq quarts d’onde entre les abscisses — 10 -f- 637 (1).
- P) Il faut remarquer, dans les courbes des figures 7 et 8, que les déviations prises comme ordonnées ne s’annulaient jamais complètement. La valeur moyenne des minima de déviation qui sont dus, au moins en partie,à des influences secondaires perturbatrices a été soustraite après chaque série d’expériences de toutes les déviations, et les maxima ont été
- Les deux courbes ne laissent presque rien à désirer au point de vue de la régularité. On peut montrer qu’on a affaire à des vibrations presque rigoureusement sinusoïdales. Pour cela, on a pris la racine carrée des ordonnées de la figure 8 et on a construit une courbe (fig. g) ayant mêmes ab-
- Fig 8
- scisses. La ligne ponctuée est une sinusoïde construite géométriquement. Les points observés se groupent autour de cette courbe avec une symétrie presque rigoureuse.
- Enfin la méthode décrite a permis à l’auteur de
- / To i'iô J \
- N 9Ü) / / \°/ X \ \ ©/ t V
- A a» P H \ «J y
- \ 0 a
- Fig. 9
- mesurer les longueurs d’onde des vibrations électriques avec une précision supérieure à celle qu’on avait obtenue avant lui. Quand les ondes ont la régularité de celles qu’on vient de décrire,
- ainsi ramenés après coup à zéro. On aura les déviations véritables en abaissant l’axe des abscisses de 30 mm. pour la figure 7 et de 20 mm. pour la figure 8.
- On a répété un grand nombre de fois les observations sur quelques points caractéristiques des courbes et on a pris la moyenne de diverses mesures.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 3a5
- le meilleur procédé est le suivant: On réunit les points observés par des lignes droites, on construit pour chaque demi-onde le diamètre des cordes parallèles à l’axe des abscisses, et on détermine par un grand nombre de mesures la distance moyenne de deux diamètres voisins. On a ainsi avec une grande précision la valeur du quart de la longueur d’onde.
- Dans les figures 7 et 8 on a tracé les diamètres des courbes; on voit que ces diamètres diffèrent très peu des lignes droites. Dans la figure 7, on a indiqué la distance de deux diamètres en divers points, pour qu'on puisse juger de la grandeur des erreurs d’observation.
- A l’aide de cette méthode, on trouve pour le quart de la longueur d’onde :
- Dans la figure 7
- x
- - = 199,0 cm.
- 4
- Dans la figure 8
- - s= 148,6 cm.
- Deux autres séries d’expériences ont donné jxour les mêmes quantités :
- ^ = 198,4 cm. ^ = 148,5 cm.
- 4 4
- L’écart n’est que d’une fraction de centimètre.
- - C. Ràveau.
- (A suivre.)
- CHRONIQUE ET REVUE
- chaque anneau avec la vitesse Le couple moteur développé sur l’axe de la machine dépendra de l’intensité de ces pôles et de leur position relative.
- Considérons le flux de force qui sort du pôle -f-de l’anneau fixe pour y rentrer par le pôle — (fig. 1). Nous avons vu que si l’on désignait par Vie nombre de spires composant chacun des circuits de l’anneau fixe et par A l’amplitude des oscillations de l’intensité des courants lancés dans ces circuits, les choses se passaient comme si le nombre d’ampères-tours qui doivent engendrer ces flux était constant et égal à V A. Dès lors, si
- Fig. 1
- nous désignons par p la perméabilité du système, le flux tournant engendré par l’anneau fixe a pour expression
- 4 t. p V A.
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Oe l’application aes courants alternatifs a la transmission du travail, par MM. Maurice Hutin et Maurice Leblanc {suite) (*).
- Expression du couplé moteur.
- Ce flux rencontre ^— üj fois chacun des
- circuits de l’anneau mobile par seconde; si ces circuits possèdent chacun V' spires, les forces électromotrices développées en eux par la rotation des premiers tlux pourront être représentées par les expressions
- Pour plus de simplicité, nous considérerons le cas où «= 1, les raisonnements que nous allons tenir s’appliquant immédiatement au cas où ce nombre est plus grand.
- Alors, il y a deux pôles qui tournent autour de
- C) La Lumière Electrique du i" août 1891, p. 230.
- e = 2 7t ^ — £1^ (4 p V V') A sin 2 n /.
- s' = 2 71 (I — ü) (4 n P V V') A cos 2 7v (j — ù) t.
- ou, en remarquant que l’expression 47r/>VV' représente la valeur maxima p. du coefficient d’in-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- duction mutuelle d'un des circuits fixes et d’un des circuits mobiles, et en désignant par i la vi-
- T
- tesse relative par rapport à l’anneau mobile tournant avec la vitesse Q des flux inducteurs :
- 2 1Z . t
- e = — u, A sin 2 7i - ,
- T T
- , 2 Tt A ^
- e' = — u, A cos 2 tc
- T T
- Si nous désignons maintenant par p et par A la résistance et le coefficient de self-induction de l’un des circuits mobiles, nous voyons immédiatement, d’après ce qui a été dit au début de notre communication, que l’on peut poser, en appelant J et J' les intensités des courants développés dans les deux circuits mobiles,
- J = J. sin 2 <?),
- J' = J.COS27C Q— v'j,
- avec les conditions
- J„ =
- 2 it a A
- tang 2 7t?
- 2 lt A
- T p ’
- Un calcul très simple montre que le travail effectué par seconde a pour expression
- $> = 2irQp.J„A cos 2 7t ç,
- ce que l'on peut écrire
- £ =
- 4
- A*
- H!A>.
- Couple moteur développé sur l’axe de la machine en fonction de sa vitesse.
- Pour bien comprendre le rôle que va jouer cette différence de phase <p, supposons d’abord que le coefficient soit nul; alors les intensités 1 et l'sont proportionnelles aux forces électromotrices qui les déterminent. L’intensité du courant est maxima à chaque instant dans les bobines qui se trouvent
- situées sur le diamètre qui joint les deux pôles engendrés par les circuits fixes, et les deux pôles engendrés par les circuits mobiles sent situés à 90° des premiers.
- S’il n’en est pas ainsi, l’angle qui sépare les diamètres joignant les pôles engendrés par les circuits fixes et ceux engendrés par les circuits mo-
- biles diminue, et si le produit — A devient très
- T
- grand par rapport à la résistance p, tous les pôles se trouvent sensiblement situés sur le même diamètre.
- Dans ces conditions, quelle que soit l’intensité de ces pôles, le couple moteur est sensiblement nul. 11 est maximum, à intensités égales, lorsque les diamètres qui les rejoignent font entre eux un angle droit.
- Supposons que l’on ne prenne aucune disposition spéciale pour déterminer à volonté cette différence de phases; au moment du démarrage la
- vitesse relative -est maxima, ét elle va en dimi-
- T
- nuant graduellement au fur et à mesure que la vitesse de l’anneau mobile augmente.
- Donc, au moment du démarrage, la position relative des pôles engendrés est aussi défavorable que possible : elle va en s’améliorant au fur et à mesure que l’anneau mobile prend de la vitesse, et le couple moteur grandit avec celle-ci, ce qui constitue les plus mauvaises conditions de fonctionnement pour une réceptrice.
- Aussi, pouvons-nous dire : une machine à champ tournant dont les circuits induits sont fermés sur eux-mêmes ne peut pratiquement démarrer sous charge.
- Cela paraît en contradiction a priori avec les résultats qui ont été obtenus à Œrlikon et avec ceux que fournit le moteur placé sous vos yeux.
- Mais il faut remarquer que dans ce moteur, ainsi que dans celui d’Œrlikon, les circuits induits sont constitués par des masses de fer non feuilletées, et les courants de Foucault qui s’y développent déterminent la rotation du système.
- Or l’on sait que la résistance et le coefficient de self-induction d’un conducteur non linéaire sont fonctions de la fréquence du courant alternatif qui les traverse, que plus cette fréquence est grande, plus le courant tend à ne se propager qu’à la surface du conducteur, et qu’alors plus la résistance devient grande plus le coefficient de self-induction devient petit.
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-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ N3CiJ@^7 327
- Il en résulte que plus la vitesse relative - est
- grande, plus le rapport — est petit, et l’on peut
- P
- arriver à rendre sensiblement constante la différence de phase <p donnée par la formule
- tang 2 « ep =
- 3 it A t p ‘
- Ce procédé paraît très simple; nous allons voir, cependant, qu’il y a avantage à en employer un autre.
- Procédés permettant de rendre le couple moteur indépendant de la vitesse.
- Reprenons l’expression du travail moteur :
- 4 7t2
- A 7t^
- p.2 A2.
- En égalant à o sa dérivée prise par rapport à la lésistance p, nous voyons que cette expression est maxima lorsque l’on a
- p
- 2 7T T
- A ;
- elle devient alors
- • 6 = u (« il) ^ A2.
- Alors le couple moteur développé sur la machine ne dépend plus que de l’intensité des courants qui l’alimentent. Elle a donc les mêmes propriétés que les machines à courants continus.
- Nous pouvons satisfaire à la condition p = — a
- T
- de trois manières: en agissant sur la résistance p, sur le mode de constitution des circuits, ou enfin sur le coefficient A.
- Nous pourrons faire varier la résistance p en intercalant un rhéostat dans chacun des circuits mobiles.
- Nous pourrons aussi décomposer en plusieurs circuits secondaires chacun des circuits mobiles et les ajouter successivement les uns aux autres, au fur et à mesure que la machine prendra de la
- vitesse. Alors le rapport — sera minimum au
- P
- moment du démarrage. C’est ce qui s’opère natu-
- rellement lorsque l’on constitue les circuits mobiles avec un simple disque de fer.
- Enfin nous pouvons nous proposer de réagir sur le coefficient A, soit au moyen des propriétés de l'anneau Gramme, soit en adaptant un condensateur à chacun des circuits mobiles.
- Nous allons voir que, malgré sa complication apparente, ce dernier procédé doit être employé de préférence.
- En effet, désignons par L le coefficient de self-induction d’un des circuits mobiles; nous savons qu’à moins d’avoir recours à un des deux procédés que nous venons de signaler, on a toujours
- Etant donné que l’on a
- E = A2,
- on est conduit à donner un grand coefficient de self-induction aux circuits fixes.
- 11 faut donc les constituer avec un grand nombre de spires et, par suite, les munir de noyaux de fer étendus. Comme le flux qui se développera dans ces noyaux variera avec une grande vitesse, les pertes par hystérésis seront très importantes.
- Au contraire, en marche, les variations de flux seront très lentes dans les circuits mobiles, et les pertes par hystérésis y seront insensibles.
- Le meilleur type de machines à champ tournant serait donc un type de machines à disque dans lequel nos circuits fixes de tout à l’heure seraient disposés dans un entre-fer étroit compris entre les épanouissements polaires des noyaux des circuits induits.
- Mais, avec une pareille disposition, il sera impossible de mettre beaucoup de fil autour des circuits inducteurs et, par suite, de donner une grande valeur au coefficient L.
- 11 convient donc de s’affranchir de la condition
- naturelle L > V-.
- A
- Nous pouvons combattre les effets de la self-induction des circuits induits de deux manières.
- i° En décomposant chacun d’eux en un grand nombre de bobines telles que celles d’un anneau Gramme et en reliant leurs points de jonction aux touches consécutives d’un collecteur. Si nous appliquons deux balais contre ces touches et que.
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- nous les fassions tourner synchroniquement avec le champ engendré par les circuits fixes, on voit immédiatement que tout circuit reliant les deux balais sera parcouru par un courant continu et que les effets de la self-inductiop du circuit seront annulés, parce que chaque fois qu’une bobine entrera dans le flux une autre bobine montée avec elle en tension en sortira et'que les forces électromotrices engendrées par les phénomènes de self-induction seront égales et de signe contraire.
- On peut concevoir une machine basée sur ce principe, mais elle a l’inconvénient d’exiger l’emploi de collecteurs et d’une excitatrice devant tourner synchroniquement avec le champ inducteur.
- 2° En intercalant un condensateur dans chacun des circuits induits. La capacité de ce condensateur doit être variable avec la vitesse de la machine; maisil faut remarquer que l’énergie maxima qu’il doit emmagasiner à chaque instant demeure constante, et que, par suite, il suffit de le décomposer en un grand nombre d’éléments dont on fera varier le mode d’accouplement au moyen d’un commutateur spécial, pendant la période de démarrage.
- Rendement des machines à champ tournant .
- Supposons que la condition p = — A soit rem-
- T
- r lie à chaque instant.
- Un calcul très simple montre que si l’on désigne par R la résistance d’un de leurs ciecuits inducteurs, le rendement électrique a pour expression
- Ainsi, il a pour valeur limite le rapport de la vitesse des circuits induits à la vitesse du champ inducteur.
- Ces machines ne sont donc susceptibles d’avoir un non rendement qu’à la condition de tourner avec une vitesse très voisine de celle du synchronisme.
- La vitesse relative — devra toujours être très
- faible. Si la machine sert de réceptrice, elle est toujours positive; mais, si nous la conduisons avec une courroie, rien n’empêche de la rendre
- négative, en faisant tourner les circuits induits plus vite que le champ. Dans ces conditions, le couple moteur change de signe et la machine devient génératrice. Pour que le rendement soit bon, il convient que cette vitesse relative soit toujours petite.
- Résumé des conditions que doivent remplir les machines à champ tournant.
- Les machines à champ tournant peüvent avoir un excellent rendement, qu’on les emploie comme génératrices ou réceptrices.
- Si on les emploie comme réceptrices, elles doivent tourner un peu moins vite que leur champ
- ieS circuit fixe
- Condensateur
- inducteur ; si on les emploie comme génératrices, elles doivent tourner un peu plus vite que lui.
- Ces machines, employées comme génératrices ou réceptrices, peuvent être accouplées entre elles suivant un mode quelconque et sans être assujetties à tourner synchroniquement.
- Afin de réduire à leur minimum les pertes par hystérésis, il convient de fermer leurs circuits induits sur des condensateurs.
- Afin de démarrer sous charge, on devra pouvoir faire varier le mode de groupement des éléments de ces condensateurs en fonction de la vitesse des réceptrices.
- Production des différences de phase necessaires,
- Nous avons suppose jusqu’ici qu’on pouvait envoyer des courants de même période, mais ayant i /4 d’onde de différence de phase, dans des circuits inducteurs, sans dire comment seraient obtenus ces courants.
- On peut les produire distinctement au poste générateur, au moyen de machines telles que les machines Gramme à courants alternatifs, qui sont munies de deux circuits.
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- Mais il faut deux lignes distinctes pour transmettre ces circuits. Or, si l’on emploie des condensateurs pour détruire les effets de la self-induction des circuits inducteurs, ce qui nous paraît nécessaire dans tous les cas, il suffit de grouper différemment ces appareils dans les deux circuits inducteurs pour que, après les avoir montés en dérivation entre les extrémités d’une même ligne, le courant alternatif amené se décompose de lui-même en deux courants présentant la différence de phase voulue.
- Exemple de réalisation d'une machine à champ tournant.
- C’est d’après ces principes qu’avec M. Hutin, nous avons fait construire la machine représentée par la figure 3. Ses inducteurs étaient disposés comme l’indique la figure 2. Dans cette machine, qui constituait un premier essai, ' nous nous sommes contentés de fermer les circuits mobiles sur des rhéostats.
- Les^résultats qu’elle nous a fournis ont complè-
- Fig- 3
- tement vérifié les résultats de la théorie : elle démarre sous charge et une fois en marche a une allure parfaitement stable.
- Bien qu’elle soit très imparfaiteà bien des points de vue, elle a pu développer 8000 watts avec un rendement de 78 pour* 100 environ, lorsqu’on l’alimentait avec un courant de 75 périodes par seconde. Or, elle avait été étudiée en vue d’un courant de 120 périodes, que nous n’avons pu faire produire par nos génératrices.
- Conclusion.
- 11 résulte de ce qui précède que l’on peut supprimer les effets de la self-induction des circuits qui doivent être parcourus par des courant alternatifs
- enleuradjoignant descondensateurs. Ces appareils sont des plus simples et, toutes choses égales d’ailleurs, leur prix de revient sera inversement proportionnel à la fréquence des courants employés.
- Les machines à champ tournant, qu’on les emploie comme génératrices et réceptrices, présentent les mêmes avantages que les machines à courants continus. De plus, elles sont dénuées de commutateur et se prêtent très bien à la production et à l’utilisation des courants de très grandes fréquences.
- Avec ces derniers, l’énergie potentielle des divers circuits constitutifs d’un système de distribution est réduite autant que possible, et lé danger que peuvent présenter les extra-courants
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- accidentels est diminué dans la même proportion.
- Si maintenant nous rappelons que les courants alternatifs allèrent d’autant moins leurs isolants que leur fréquence est plus grande, nous arrivons à cette conclusion que :
- L’emploi des courants alternatifs à grande fréquence doit fournir la meilleure solution du problème de la transmission du travail à toute distance.
- Accumulateur Washburn (1891).
- Cet accumulateur comprend, enfermés dans une auge en verre A, une auge en plomb B, une auge perforée C, en métal, avec matière active entre B et C, un vase poreux D, et une série de
- Fig. 1
- cylindres perforés E, ouverts aux deux bouts, entourant une auge perforée F.
- L'électrode positive est de préférence dans le
- Fig. 2
- vase poreux D', et l’on donne à l’auge f une forme telle qVelle puisse céder au foisonnement de la matière active. La matière active est logée entre les parois de D, de F et des tubes E, fendus à couvre-joints en d pour pouvoir céder à sa pres-
- sion, et remplis du liquide acidulé. Les tubes E et l’auge F, tous en plomb, constituent l'électrode positive, et les auges B et D l’électrode négative.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Expériences sur les courants alternatifs de très
- haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par N. Tesla C1).
- En expérimentant la bobine d’induction avec des courants alternatifs rapides, les premiers phénomènes lumineux qui se rencontrent sont naturellement ceux de la décharge de haute tension. A mesure que le nombre d’alternances par seconde augmente, ou (à cause de la haute fréquence) à mesure que le courant primaire change, la décharge varie graduellement d’aspect. 11 serait difficile de décrire les moindres variations qui se succèdent et les conditions qui les déterminent, mais on peut noter cinq formes distinctes de décharge.
- En premier lieu on donne une faible et sensible décharge en forme de filet mince et faiblement coloré (fig. 4). Elle se produit quand le nombre des alternances est grand et le courant très faible dans le circuit primaire. Malgré la faiblesse excessive du courant, sa variation est grande et la différence de potentiel aux bornes du circuit secondaire est considérable, de sorte que l’arc s’établit à de grandes distances; mais la quantité à’électricité mise en mouvement est si minime qu’elle suffit à peine pour maintenir un arc mince et filiforme. Elle est extrêmement sensible et peut l’être à un degré tel que le moindre souffle au voisinage de la bobine l’affecte et que si elle n’est bien à l’abri des courants d’air elle remue constamment. Cependant la décharge sous cette forme est très persistante, et quand on réduit la distance des électrodes au tiers de la distance limite on ne peut la souffler qu’avec difficulté. Cette persistance exceptionnelle de la décharge courte est due sans doute à la ténuité de l’arc, qui offre peu de prise au souffle; la grande sensibilité de la décharge longue est
- (i) La Lumière Electrique du 8 août 1891, p. 290.
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- due probablement aux particules de poussière suspendues dans l’air.
- En faisant croître le courant primaire la décharge devient plus large et plus forte, l’effet de la capacité de la bobine devient sensible et finalement, les conditions étant convenables, il se produit un arc blanc flambant (fig. 5), souvent de l'épaisseur d’un doigt et de toute la longueur de la bobine. Cet arc produit un échauffement remarquable et se distingue en outre par l’absence de la note élevée qui accompagne les décharges moins puissantes. 11 ne ferait pas bon éprouver le choc de la bobine dans ces conditions, bien que, dans d’autres cas où le potentiel est plus élevé on le puisse impunément. La production de cette sorte de décharge ne comporte pas un nombre d’alternances trop élevé pour la bobine employée et exige généralement que certaines proportions existent entre la capacité, la self-induction et la
- Fig. 4. — Étincelle sensible de décharge.
- Fig. 5. — Arc de décharge flambant.
- fréquence. L’importance de ces éléments dans les circuits à courant alternatif est bien connue et, sous certaines conditions, les règles ordinaires sont applicables. Mais il y a pour la bobine d’induction des conditions exceptionnelles qui prévalent.
- D’abord la self-induction est peu importante avant l’établissement de l’arc, et quand elle intervient elle n’est peut être jamais aussi prédominante que dans les circuits ordinaires à courant alternatif, à cause de la capacité répartie tout le long de la bobine et parce que la bobine se décharge au travers d’un circuit très résistant; de là, la faiblesse exceptionnelle des courants. En second lieu, la capacité va en croissanttoujours à mesure que le potentiel augmente, en raison de l’absorption qui se produit toujours à un haut degré.
- En raison de tout ceci, il ne semble pas exister de relation critique entre les quantités et les règles ordinaires ne paraissent pas applicables. A mesure que le potentiel s’élève soit par l’augmentation de la fréquence, soit par l’augmentation du courant primaire, la quantité d’énergie emmaga-
- sinée devient de plus en plus grande et la capacité prend de plus en plus d’importance. Jusqu’à un certain point, la capacité est avantageuse, mais au-delà elle devient un obstacle énorme. 11 s’ensuit qu’une bobine donnée fournit un résultat supérieur avec une fréquence et un courant primaire déterminés. Une grande bobine animée par des courants de très haute fréquence peut ne pas donner une étincelle de plus d'un quart de pouce. En ajoutant une capacité à ses pôles, les conditions peuvent être améliorées, mais ce qui lui convient réellement, c’est une moindre fréquence.
- Lorsque la décharge flambante se produit, les conditions sont évidemment celles où le courant le plus intense circule dans le circuit. On peut atteindre ce s conditions en faisant varier la fréquence dans de grandes limites, mais la plus haute fréquence où la décharge flambante puisse encore se produire détermine, pour un courant primaire donné, la distance explosive maxima d’une bobine. Avec la décharge flambante, l’effet d’éclat de la capacité n’est pas perceptible, les quantités d’énergie emmagasinées et restituées dans la décharge s’équivalent. Cette sorte de décharge est l’épreuve la plus sévère pour une bobine; la rupture, quand elle se produit, est analogue à celle d’une bouteille de Leyde surmenée. Pour citer une donnée approximative, je puis dire qu’avec une bobine ordinaire de 10000 ohms de résistance, l’arc le plus puissant se produit avec 12000 alternances par seconde.
- En augmentant au-delà le taux de la fréquence, le potentiel croît naturellement, mais la distance explosive peut cependant diminuer, bien que cela paraisse paradoxal. A mesure que le potentiel augmente, la bobine acquiert de plus en plus les propriétés d’une machine statique, jusqu’à ce qu’enfin on observe le beau phénomène de la décharge rayonnante (fig. 6), qui peut se produire sur toute la longueur de la bobine. A ce degré, des rayons émanent librement de toutes les pointes et de tous les angles; on voit aussi des traînées de rayons dans l’espace séparant les circuits primaire et secondaire; quand le potentiel est très élevé, on en voit toujours, même si la fréquence est basse et si le primaire est entouré d’un pouce de cire, d’ébonite, de verre ou d’un isolant quelconque. Ceci limite beaucoup la puissance de la bobine, mais je montrerai comment j’ai pu, dans une grande mesure, éviter ce désavantage dans une bobine ordinaire.
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- Indépendamment du potentiel, l’intensité dés rayons dépend beaucoup de la fréquence, mais quand la bobine est grande, il y en a quelque basse que soit la fréquence. Par exemple, avec une très grande bobine de 67000 ohms que j’ai construite il y a quelque temps, les traînées apparaissaient à 100 alternances par seconde et moins, l’isolement entre le primaire et le secondaire étant de 3/4 de pouce d’ébonite. Quand elles sont très fortes, elles produisent un bruit semblable à celui d'une machine de Holtz en charge, mais plus accentué, et elles émettent une forte odeur d’ozone. Plus basse est la fréquence et plus il y a de chance qu’elles endommagent la bobine. Quand la fréquence est excessivement haute, elles passent librement sans produire d’autre effet qu’un échauffement lent et uniforme de l’isolant.
- L’existence de ces rayons indique qu'il est important de construire les bobines coûteuses de manière à voir au travers du tube entourant le primaire et à pouvoir changer facilement celui-ci; autrement l’espace entre le primaire et le secondaire devrait être complètement rerrlpli de matière isolante, de façon à exclure toute trace d’air. L’inobservation de cette règle simple dans la construction des bobines commerciales est cause de la destruction de plus d'une bobine de prix.
- Au point où se produit la décharge rayonnante, ou à une fréquence un peu plus haute, on peut, en rapprochant les pôles et réglant convenablement l’effet de la capacité, produire une véritable touffe d’étincelles d’un blanc d’argent; uneaigrétte de très minces filets argentés au rhilieu d’une gerbe puissante (fig. 7), chaque étincelle correspondant peut-être à une alternance. Cet effet, pro-
- duit dansde bonnes conditions, est probablement le plus bel aspect de la décharge et présente une singulière apparence lorsqu’on dirige dessus un courant d’air.
- La gerbe d’étincelles produit un effet désagréable quand on la reçoit au travers du corps, tandis que la décharge rayonnante simple ne fait rien éprouver quand on la reçoit en tenant dans les mains des conducteurs métalliques assez grands pour empêcher de recevoir de petites brûlures.
- Quand on augmente encore la fréquence, la bobine ne peut plus donner d’étincelles qu’à des distances relativement faibles et l’on observe alors la cinquième formetypique de la décharge (fig. 8). La tendance au rayonnement est alors si grande que, lorsque l'aigrette est produite à un pôle, il ne se passe pas d’étincelles en approchant la main — ainsi qu'on l’a essayée à plusieurs reprises — ou -un objet conducteur au voisinage des rayons; et ce qui est encore plus singulier, le rayon lumineux ne s'infléchit pas facilement par l’approche d’un corps inducteur.
- Dans cet état, les rayons passent avec la plus grande liberté au travers d’une épaisseur considérable d’isolant et il est particulièrement intéressant d’étudier comment les isolants se comportent. A cet effet, il convient de relier les extrémités de la bobine à des sphères métalliques qu’on place à la distance voulue (fig. 9).
- Les sphères sont préférables aux plateaux et permettent de mieux observer la décharge. En interposant entre elles les corps diélectriques, on observe de beaux phénomènes; si elles sont très rapprochées et que l’étincelle jaillisse entre elles, l’interposition d’une mince feuille d’ébonite arrête instantanément l’étincelle et la décharge s’étend en cercle lumineux de plusieurs pouces de diamètre, pourvu que les sphères soient suffisamment grandes.
- Le passage des rayons échauffe et, au bout d’un certain temps, ramollit l’ébonite au point qu’on peut ainsi coller deux feuilles ensemble. Si les sphères sont assez éloignées pour qu’il n’y ait pas d’étincelles, et même si elles sont bien plus éloignées que la distance explosive, l’interposition,
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- d’une plaque épaisse de verre fait immédiatement passer la décharge du verre aux sphères sous forme de rayons lumineux. Il semblerait presque que les rayons passent au travers du diélectrique; en réalité, tel n’est pas le cas, car les rayons sont dus aux molécules de l’air violemment agitées dans l'intervalle qui sépare les sphères. Quand il n’y a pas d’autre diélectrique que l’air, le bombardement se produit, mais trop faiblement pour être visible; en interposant un diélectrique, l’effet inducteur est augmenté et les molécules de l’air rencontrent un obstacle, de sorte que les rayons deviennent lumineux.
- Si l’on pouvait par un moyen mécanique, réaliser une aussi violente agitation des molécules, on produirait le même phénomène. Un jet d’air sortant par un très petit trou sous une énorme pression et frappant une substance isolante comme le
- Fi~. 9.— Décharge lumineuse avec interposition Fig. 11.— Moulinet mû p
- verre peut être lumineux dans l’obscurité, et l’on peut de cette façon déterminer la phosphorescence du verre et d’autres isolants.
- Plus grande est la capacité inductive du. diélectrique interposé et plus puissant est l’effet produit. En raison de ceci, les rayons se montrent avec de très hauts potentiels même quand le verre a un ou deux pouces d’épaisseur. En outre de réchauffement dû au bombardement, il se produit un certain échauffement dans le diélectrique, plus grand dans le verre que dans l’ébonite. Je l’attribue au plus grand pouvoir inducteur spécifique du verre, et par suite à la plus grande somme d’énergie consommée dans le verre pour une même différence de potentiel. C’est comme lorsqu’on relie à une pile un fil de cuivre et un fil de laiton de mêmes dimensions; le cuivre, bien que plus conducteur, chauffe davantage parce qu’il
- d’isolants. F,g. 10.— Décharge au vide extrême, r une décharge en aigrette.
- prend plus de courant; ce qui est ailleurs une qualité pour le-verre est ici un défaut. Le verre livre ordinairement passage avant l’ébonite; une fois chauffé à un certain point, la décharge le perce soudainement en un point et reprend la forme d’un arc ordinaire.
- L’effet produit par le bombardement moléculaire du diélectrique diminuerait naturellement avec une plus haute pression d’air, et à des pressions très élevées il serait négligeable, à moins d’augmenter pareillement la fréquence.
- On observe souvent dans ces expériences, quand les sphères sont au-delà de la distance explosive, que l’approche d’un plateau de verre peut faire jaillir l’étincelle entre les sphères. Ceci se produit quand la capacité des sphères est un peu inférieure à la valeur critique qui donne la différence de potentiel maxima entre les extrémités de la bobine. L’approche d’un diélectrique, en augmentant la capacité inductive spécifique, produit un effet équivalent à une augmentation de capacité des sphères; le potentiel aux bornes peut
- s’élever assez haut pour que l’intervalle d’air soit franchi. L’expérience réussit surtout avec un verre dense ou du mica.
- Une autre observation intéressante, quand la décharge passe au travers d’.une plaque isolante, c’est que la plaque est fortement attirée par l’une ou l’autre sphère, c’est-à-dire par la plus voisine, ce qui est dû évidemment à un moindre bombardement moléculaire de son côté, et peut-être aussi à une plus forte électrisation.
- D’après le rôle des diélectriques dans ces expériences, on peut conclure que le meilleur isolant pour les courants rapidement alternatifs serait celui ayant la moindre capacité inductive spécifique et susceptible en même temps de supporter la plus grande différence de potentiel; il y a ainsi deux façons diamétralement opposées d’assurer l’isolement, soit en employant un vide parfait, soit en employant un gaz sous une énorme pression; ni l’une ni l’autre n’est facile pratiquement.
- 11 est spécialement intéressant de remarquer
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- comment un vide très élevé agit dans ces expériences. En reliant aux bornes de la bobine un tube d'essai muni d’électrodes et raréfié au plus haut degré (fig. io), celles-ci sont instantanément portées à une haute température, les extrémités du tube deviennent fortement phosphorescentes, tandis que le milieu reste relativement sombre et demeure froid quelque temps.
- Quand la fréquence est assez haute pour qu’on observe la décharge de la figure 8, il est certain qu’il se produit une perte d’énergie dans la bobine; elle peut pourtant fonctionner ainsi longtemps en s’échauffant graduellement.
- Malgré le fait de l’énorme différence de potentiel, on sent modérément le passage de la décharge au travers du corps, pourvu que les mains soient protégées. Ceci est dû jusqu’à un certain point à la très haute fréquence, mais surtout à ce qu’il y a moins d’énergie disponible dans le circuit extérieur quand la différence de potentiel atteint ces valeurs énormes, en raison de cette circonstance que l’énergie absorbée dans la bobine croît comme le carré du potentiel. Jusqu’à un certain point, l’énergie disponible extérieurement croît avec le potentiel, mais ensuite elle décroît rapidement.
- Ainsi, avec la bobine ordinaire à haute tension, il y a ce curieux paradoxe qu’avec un courant primaire donné la secousse peut être mortelle, tandis qu’avec un courant beaucoup plus intense elle peut êtresans danger, à la même fréquence. Avec de hautes fréquences et de très hauts potentiels, quand les bornes ne sont pas reliées à des corps d’une certaine dimension, toute l’énergie fournie est dépensée pratiquement dans la bobine. II n’y a pas de rupture, ni de dommage local, mais tout l’appareil, isolant et conducteur, chauffe uniformément.
- Pour éviter un malentendu, en ce qui concerne les effets physiologiques des courants alternatifs de très haute fréquence, je crois nécessaire d’établir que c’est un fait indéniable qu’ils sont incomparablement moins dangereux que ceux de basse fréquence, mais qu’il ne faut pas les imaginer cependant sans danger. Et ce qui vient d’être dit se rapporte uniquement aux courants d’une bobine ordinaire de haute tension, qui sont nécessairement très faibles; pour ceux d’une machine ou d'un circuit secondaire de basse résistance, ils produisent des effets plus ou moins puissants et peuvent causer un mal sérieux, surtout quand on se sert en même temps de condensateurs. }
- La décharge rayonnante d'une machine à haute tension diffère sous plusieurs rapports de celle d’une forte machine statique. Elle n’a pas la couleur violette au pôle positif, ni l’éclat du pôle négatif de la décharge statique, mais elle est intermédiaire, car elle est naturellement positive et négative. Mais comme le rayonnement est plus fort au pôle positif qu’au négatif, la déch’arge avec l’aigrette ressemble plutôt à la décharge statique positive.
- Le souffle produit par les rayons, bien que fort et souvent au point qu’on le sente à une certaine distance de la bobine, est pourtant moindre, eu égard à la quantité de la décharge, que celui de l’aigrette positive d’une machine statique et affecte moins fortement la flamme. D’après la nature du phénomène, on peut penser que plus haute est la fréquence et moindre doit être le souffle produit par les rayons, et qu’à une fréquence suffisante il n’y en aurait plus aux pressions atmosphériques ordinaires. Avec les fréquences qu’on obtient avec une machine, l’effet mécanique est suffisant pour faire tourner de grands moulinets qui offrent dans l'obscurité un bel aspect par l’abondance des rayons (fig. 11).
- E. R.
- (A suivre.)
- Les galvanomètres, par MM. Ayrton, Mather et Sumpner p).
- En s’appuyant sur des recherches exécutées au laboratoire d’études de la « City and Guilds of London Central Institution », les auteurs examinent les divers points de vue sous lesquels il faut considérer la construction des galvanomètres servant à différents usages et donnent une étude comparative sur la sensibilité des types de galvanomètres les plus importants.
- i. Le galvanomètre doit-il être ou non astatique? Voici la réponse à cette question; pour les galvanomètres sensibles l’emploi d’un système astatique doit être préféré à l’aiguille unique avec aimant compensateur, parce que les galvanomètres pourvus du premier système sont moins influencés par les variations du champ magnétique extérieur, dues, par exemple, à la puissance de masses
- 0; Phil. Ma g., t. XXX, 1898. Beiblccttcr, juin 1891.
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- de fer, etc. ; on peut toutefois ajouter un aimant compensateur pour rendre le champ plus homogène.
- 2. Position du miroir. La disposition employée dans les galvanomètres Thomson, dans lesquels le miroir au dos duquel est fixé l’aimant est suspendu dans la bobine, tandis qu’il faut encore laisser à la partie extérieure du miroir un espace conique vide pour la marche des rayons, est rejetée, parce que les spires les plus actives sont supprimées. On montre qu’en employant des spires dont le rayon est inférieur à la demi-longueur de l’aiguille, ces spires agissent, à l’intérieur d’un espace déterminé, en sens inverse des tours situés à l’intérieur de cet espace, c’est-à-dire des tours de grande longueur; on propose de remplir cet espace, dont la forme est calculée avec précision, de fil enroulé en sens inverse, jusqu’à ce qu’il ne reste que 150 environ libres pour le mouvement de l’aiguille.
- 3. Pour Y amortissement des vibrations on recommande de fixer les aiguilles sur une large bande de mica à l’extrémité supérieure de laquelle est fixée le miroir. Pour les galvanomètres balistiques on la remplace par un fil, et quand on désire un amortissement régulier, on enferme, le miroir dans une boîte dont on peut à volonté approcher ou éloigner les fenêtres de verre au moyen de vis tournant à droite et à gauche. Ici s’ajoutent des considérations sur l’influence de l'amortissement sur les indications des galvanomètres balistiques, sur la façon la plus commode de calculer le terme de correction correspondant et sur le tarage de ces instruments.
- 4. Pour fixer les bobines, ce qu’il y a de mieux est de les placer dans des boîtes qui tournent sur des
- charnières et s’ouvrent ainsi.
- 5. Pour obtenir l’isolement le plus complet dans un galvanomètre construit par Nalder frères, les quatre bobines (dont la résistance totale — 400 000 ohms) sont fixées avec l’équipage magnétique à un anneau supporté par trois colonnes d’ébo-nites paraffinée faites au tour. Le tout est recouvert d’une boîte de laiton, de laquelle les électrodes sortent librement par des trous. Quand l’instrument ne sert pas on ferme les trous par des bouchons d’ébonite qui glissent sur les électrodes.
- L’air est maintenu sec à l’intérieur de la boîte à l’aide d’acide sulfurique.
- 6. Proportionnalité de la déviation à l’intensité du courant; il faut tâcher autant que possible de la réaliser. Dans beaucoup de galvanomètres, en particulier ceux dans lesquels la position d’équilibre de l’aiguille n’est pas symétrique par rapport aux bobines, l’erreur va jusqu’à 30 0/0; de même dans les galvanomètres d’Arsonval ordinaires l’erreur est très considérable et très irrégulière. Pour perfectionner cet instrument, on rend indépendants les réglages du noyau de fer et de la suspension de la bobine, en amenant le courant à la partie inférieure à l’aide d’un ressort spiral qui donne une force de torsion beaucoup plus faible, et finalement en donnant aux aimants permanents des armatures de forme convenable. Pour la suspension en recommande, au lieu de fils de maillechort, des bandes extrêmement minces de bronze phosphoreux, qui, grâce à leur surface plus étendue, s’échauffent moins; ces galvanomètres ont une faible résistance, aussi est-il nécessaire, quand on les emploie comme voltmètres pour de faibles forces électromotrices, de souder les fils qui amènent le courant pour les unir aux électrodes. Les fils de suspension s’échauffent par le passage des courants intenses, ce qui augmente la sensibilité; dans un appareil gradué pour les forces électromotrices, réchauffement des bobines produit, au contraire, une diminution de l’action; en employant pour les bobines et les fils de suspension un alliage de platine et d’argent, il est possible de rendre les indications d’un pareil voltmètre indépendantes de la température.
- 7. Sensibilité de divers galvanomètres. On peut distinguer quatre types :
- i° Galvanomètres dont les aiguilles sont mobiles autour d’un axe normal à leur axe magnétique (ce sont les plus employés);
- 20 Ceux dont les aiguilles exécutent un mouve ment de translation le long de leur axe magnétique, de façon à entrer dans les bobines;
- 3° Le? galvanomètres à aimant fixe et à bobine mobile (galvanomètre d’Arsonval);
- _l° Les instruments qui reposent sur l’action calorifique des courants.
- Dans le groupe 2, on trouve, outre le galvanomètre de Rosenthal, construit par Edelmann, asta*
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- tique ou non, un appareil construit par les auteurs et M. Gray, dans lequel deux aiguilles situées dans le même plan horizontal sont réunies par une pièce transversale de façon à constituer un système astatique; les extrémités s’engagent dans quatre bobines; l’appareil peut servir comme balistique et possède en outre un petit aimant avec deux bobines séparées servant à amortir les oscillations.
- La sensibilité qu’on obtient avec divers galvanomètres dépend de plusieurs conditions différentes, telles que la disposition des bobines, la construction du système magnétique et de l’appareil optique de l’instrument. 11 est très difficile de comparer les formes diverses, car souvent, quand la sensibilité augmente, l’influence des perturbations extérieures croît également, de sorte que l’incertitude sur la position du zéro rend illusoire l’augmentation de sensibilité. Pour étudier ensemble tous les facteurs séparés, les auteurs ont dressé un tableau complet relatif à un grand nombre d’instruments. Nous y renverrons le lecteur.
- 8. Self-induction des bobines du galvanomètre. — La sensibilité ne dépend pas d’une façon simple de la résistance des bobines. On a essayé de chercher une relation avec la self-induction des bobines et des expériences faites sur trois appareils ont montré que le rapport de la racine carrée de la self-induction est égal au rapport des constantes galvanomélriques, avec une approximation plus grande que le rapport des racines carrées des résistances et même avec plus d’exactitude que le rapport des puissances aux 2/5 des résistances.
- Les auteurs donnent une série de déterminations de coefficients de self-induction exécuté avec le secohmmètre.
- 9. L’influence du temps et de l'usage sur les galvanomètres est étudiée finalement.— Dans un galvanomètre Rosenthal, le moment magnétique de l’aiguille a diminué, en quatre ans, dans le rapport de 5 à 1.
- Pour les autres modèles, la diminution du magnétisme est quelquefois très considérable. La nature de l’acier employé a une grande influence et on doit prêter une grande attention à ce facteur dans la construction.
- C. R.
- VARIÉTÉS
- SUR LE TRANSPORT DE LA FORCE
- PAR L’ÉLECTRICITÉ
- PAR M. GISBERT KAPP (*)
- I
- Le transport de l’énergie de quelque façon qu’il se fasse, est un des problèmes les plus importants de la mécanique appliquée. A strictement parler ce problème entre dans toutes les applications de l’énergie aux opérations industrielles et même les précède.
- La force développée dans une machine à vapeur ne devient utile aux manufacturiers que lorsqu’elle a été transmise à l’aide de poulies, etc., aux appareils qui doivent l’utiliser. Sans cette transmission l’énergie développée par la machine à vapeur serait aussi inutile aux propriétaires de l’usine que la force contenue dans une chute d’eau distante de plusieurs kilomètres. Dans chaque cas, une transmission doit précéder l’application de la force; dans le premier cas la transmission est simple et le problème doit être résolu plutôt au point de vue d’une division convenable de l’énergie qu’au point de vue du rendement, qui est toujours élevé lorsque les organes de transmission ont été convenablement combinés. Dans l’autre cas, au contraire, le problème est beaucoup plus difficile à résoudre, et la question du rendement combiné avec une dépense modérée d’établissement doit être considérée en premier lieu.
- Nous avons donc à considérer deux espèces de transmission de l’énergie : dans la première la distance se calcule en mètres, tandis que dans le second cas on l’évalue en kilomètres.
- Lorsqu’on parle de la transmission de la force on suppose implicitement que cette transmission appartient à la deuxième espèce et que la distance excède celle qu’on peut franchir à l’aide de transmissions ordinaires employées à l’intérieur d’une usine ; c’est à ce point de vue que je me propose de considérer la question.
- (') Conférences faites devant la Society of Arts de Londres.
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- II y a toutefois des cas où l’application des moteurs électriques à certains outils spéciaux est plus commode ou même dans lesquels c’est la seule solution possible pour effectuer certaines opérations, et il sera par conséquent nécessaire de dire un mot de la transmission de l’énergie à courte distance à l’aide de courants électriques. Nous pouvons donc distinguer la transmission à longue distance et celle à courte distance. La distinction fondamentale entre ces deux modes de transport consiste en ce que dans le premier cas nous transportons pour ainsi dire l’énergie en bloc, tandis que dans l’autre cas notre objet est plutôt de subdiviser cette énergie et de l'appliquer en petites quantités à des points différents pour l’utiliser dans un but spécial. Nous considérerons d'abord la transmission à longue distance.
- 11 y a deux méthodes pour transmettre de l’énergie mécanique d’un endroit à l’autre. Supposons que la source primitive de l’énergie soit le charbon et que la force que l’on peut produire à l’aide de ce charbon ne doive pas être utilisée sur le carreau de la mine, mais à une usine distante d’un certain nombre de kilomètres, il est évident que dans ces conditions, la méthode la plus économique pour transmettre la force est de transporter le charbon à l’usine et de le brûler là dans les chaudières de la machine à vapeur. Même lorsque la distance entre la mine et l’usine est faible, cette méthode sera la meilleure, pourvu qu’il n’y ait pas de difficultés dans le transport. Supposons cependant que, bien que la distance soit faible, des conditions locales, telles qu’une grande différence de niveau, des routes mauvaises ou totalement absentes rendent le transport du charbon difficile ou impossible;’ dans ces conditions, on établira la machine à vapeur à la mine et on transmettrait la force à l’aide d’une transmission à cordes ou autre jusqu’à l’usine. Dans ces deux conditions, nous aurons effectué une transmission de l’énergie, mais à l’aide de méthodes essentiellement différentes.
- Dans le premier cas, nous n’avons pas transmis mécaniquement l’énergie elle-même, mais nous avons transporté la chose à l’aide de laquelle on peut l’obtenir, c’est-à-dire le charbon dont chaque tonne représente un certain nombre de chevaux-vapeur emmagasinés.
- Dans le second cas, nous avons transmis l’énergie elle-même sous sa forme cinétique ou poten-
- tielle. Dans le langage populaire on peut distinguer entre le transport de la force «vive » et celle de la force « emmagasinée », qui a lieu lorsque l’on transporte le charbon de la mine à l’usine.
- Les sources les plus importantes de l’énergie que l’on trouve dans la nature sont le grain, le charbon et les chutes d’eau. Sous le terme « grain » je comprends tous les comestibles végétaux que l’on peut convertir en énergie mécanique à l’aide de chevaux ou d’autres animaux, tandis que le terme «charbon» comprend toutes espèces decom-bustibles que l’on peut transformer en énergie mécanique à l'aide de machines calorifiques. L'énergie dérivée du grain et du charbon est transmise ordinairement sous la forme d’énergie accumulée; celle dérivée des chutes d’eau est obtenue au contraire sous la forme de force vive, parce que conduire de l’eau à un niveau élevé ou, sous des pressions considérables, à de grandes distances, nécessite l'établissement de travaux très coûteux. Pour prévenir tout malentendu, je ferai remarquer que je prends ici le terme «énergie accumulée » appliqué à l’eau dans le sens ordinaire du mot. Si nous parlons de l’énergie accumulée dans l’eau, cette énergie ne réside nullement dans l’eau elle-même, mais uniquement dans sa position élevée, et par conséquent cette énergie n’est nullement comparable à l’énergie qui est emmagasinée chimiquement dans le charbon.
- En laissant ces distinctions de côté pour le moment, considérons l’eau lorsqu’elle est transportée horizontalement et à une certaine élévation, d’un endroit à un autre, comme le véhicule d’une quantité d’énergie emmagasinée que l’on peut obtenir sous sa forme vive en établissant à un point quelconque une machine à eau, à l’aide de laquelle l’eau est ramenée du niveau supérieur au niveau inférieur. Si nous transportons l’eau de cette manière, ce n’est pas dans le but de transporter l’énergie accumulée au pointd’application, mais seulement pour obtenir la plus grande chute possible et par conséquent la plus grande énergie avec une quantité donnée d’eau. S’il est nécessaire de transporter l’énergie plus loin, on effectue ordinairement cette transmission sous la forme de force vive. Voyons maintenant quelle position l’électricité occupe par rapport à ces sources primaires de l’énergie que l’on trouve dans la nature, savoir : le grain, le charbon et les chutes j d’eau.
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- En premier lieu, il est évident que, lorsque l’électricité est agent transmetteur, on peut effectuer le transport soit sous la forme d’énergie accumulée, soit sous la forme d’énergie transmise directement. Pour voir clairement ce qu’il en est, iLsuffit de reprendre notre exemple de la mine et de l’usine. Au lieu d’envoyer le charbon à l’usine pour y être converti en énergie, o.n peut le brûler à la mine et engendrer ainsi de la vapeur nécessaire pour faire tourner une machine à vapeur. Le courant de la dynamo pourrait être utilisé pour charger une batterie d’accumulateurs; on pourrait envoyer cette batterie à l'usine pour y actionner un moteur électrique qui prendrait ainsi la place de la machine à vapeur locale. On a ici l’exemple d’un système de transmission de l’énergie sous sa forme accumulée. D'en autre côté, si on n’emploie pas la batterie d’accumulateurs comme véhicule de l’énergie et, si l’on relie la dy-’ namo placée à la mine avec le moteur de l’usine, à l’aide d’une paire de fils isolés, on a un exemple de la transmission de l'énergie sous la forme de force vive. Ce dernier système est celui qu’on en tend par le terme « transmission électrique de l’énergie»; c’est par conséquent cette transmission qui fera l’objet de ces conférences. Mais, avant d’entrer dans ce sujet, je désire dire quelques mots de la transmission de la force sous la forme d’énergie accumulée.
- On sait qu’un sacde charbon contient beaucoup plus d'énergie accumulée qu’une batterie d’accumulateurs du même poids, et le transport du charbon soit par chemin de fer ou par route ordinaire est meilleur marché, plus facile et demande moins de soin que le transport d’une batterie. 11 est par conséquent de toute évidence que, lorsque la source primaire de l’énergie est le charbon et s'il n’y a pas d’objection à l’établissement d’une machine à vapeur à l'endroit où la force est nécessaire, il est plus économique de transporter cette énergie sous la forme de charbon que sous celles de batteries; et cela non seulement parce que le transport est meilleur marché, mais encore parce que le capital engagé est moindre, la dépréciation plus faible et parce que l’on perd toujours une certaine quantité d’énergie par l’emploi d’une batterie.
- Mais supposons que la source primaire de -l'énergie consiste dans une chute d’eau; il n’est pas alors aussi évident que la transmission électrique de l’énergie accumulée n’est pas écono-
- mique. 11 n’est pas possible de produire du charbon provenant de l’énergie de la chute, d’eaq, mais on peut à son aise charger des batteries et l’électricité semblerait ainsi offrir un moyen d’utiliser une force naturelle qui sans elle serait perdue. On pourrait objecter que l’électricité ne çon: stitue pas la seule forme au moyen de laquelle on peut utiliser une force de ce genre, puisqu’il existe plusieurs autres moyens pour emmagasiner de l’énergie, comme par exemple l’air comprimé. On pourrait donc utiliser la force provenant de la chute d’eau à comprimer de l’air et à emmagasiner de l’air sous pression dans des réservoirs en acier pour l’employer ultérieurement à actionner des machines à air d’une construction analogue aux machines à vapeur.
- Plusieurs de ces machines sont actuellement employées à Paris avec le système Popp, bien que Pair soit conduit jusqu’aux machines à l’aide de tuyaux et non dans des réservoirs comme dans le cas que nous avons pris pour exemple. 11 n’est donc pas douteux que le transport de l’énergie à l’aide de l’air comprimé puisse s’effectuer, mais il se pose ici la question de savoi? si le bon marché de ce transport peut rivaliser avec celui du transport à l’aide de batteries.
- La réponse à ces questions dépend de deux facteurs, savoir : le rendement et le prix du transport.
- J’entends par rendement le rapport entre l’énergie mise dans les réservoirs et celle reproduite par les appareils qui servent de véhicule à l’énergie. Avec des batteries on peut obtenir actuellement un rendement de 8o o/o, c'est-à-dire que pour chaque 100 chevaux-vapeur-heures mis dans dans la batterie on peut en récupérer 8o. Le rendement de l’air comprimé est beaucoup moindre. Les meilleures données de ce chef se trouvent dans un mémoire que M. Kennedy a lu devant l'Association britannique en 1889, et où il rend compte des expériences qu’il a effectuées à Paris sur le système Popp.
- 11 a trouvé que le rendement avec de l’air froid est de 39 0/0, c’est-à-dire que, pour 100 chevaux-vapeur indiqués par la machine qui actionne la machine à comprimer, l’air comprimé en rend 39. Si l’air, avant d’être admis dans la machine, est chauffé jusqu’à 160° C., le rendement indiqué monte jusqu’à 54 0/0, mais, comme l’énergie calorifique fournie à l’air exige la consommation d’une certaine quantité de combustible, l’emploi
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- de l’air chaud suppose en réalité deux genres de transmission, savoir celle de l’énergie sous la forme de l’air sous pression circulant dans les conduites et celle de l'énergie sous la forme accumulée, contenue dans le combustible.
- Pour procéder à une comparaison équitable avec la transmission par l’électricité accumulée il faut prendre le rendement du système de M. Popp avec de l’air non chauffé. Il faut toutefois faire une correction pour la perte de l’énergie dans les conduites.
- Dans le système Popp l’énergie est transmise sous sa forme de force vive par l’air qui circule dans les tuyaux, et il existe nécessairement une certaine perte due au frottement dans les tuyaux et dans les soupapes. Pour ce qui concerne le frottement dans les tuyaux, ce frottement n’aurait pas lieu si la transmission était effectuée sous la forme accumulée au moyen de l’air transporté sous pression dans des réservoirs, mais d’un autre côté la perte due au frottement dans les soupapes serait plus grande, puisqu’il serait nécessaire d’insérer entre les réservoirs et la machine à air une soupape de réduction pour régulariser l’admission de l’air lorsque la pression diminue.
- La perte d’énergie due à cette circonstance serait probablement plus grande que la perte correspondante dans le système Popp, où la pression est constante; comme je n’ai pas de données expérimentales pour élucider ce point, je prends la perte trouvée par M. Kennedy, savoir : i o/o, ce qui fait que le rendement indiqué est de près de 40 0/0.
- Le rendement de la machine à air froid a été trouvé de 67 0/0, ce qui fait que le rendement total du système est de 26,7 0/0. En adoptant de l’air comprimé, on peut donc obtenir 26 3/4 chevaux-vapeur pour 100 chevaux-vapeur indiqués dans la machine à vapeur.
- Voyons maintenant c.e qui arrive pour l’électricité accumulée. Le rendement de la dynamo, c’est-à-dire le rapport de l’énergie fournie électriquement à celle indiquée, peut être prise de 83 0/0; celle des batteries de 80 0/0 et celle du moteur d’au moins 85 0/0; c’êst-à-dire que l’énergie finale est de 56 0/0, ou plus du double qu’avec le système rival.
- J’ai supposé que la dynamo est actionnée par une machine à vapeur, simplement pour obtenir des nombres comparables à l’air comprimé, mais il est évident que la comparaison des rendements de l’énergie accumulée des deux systèmes ne
- peut pas être affectée par la source de l’énergie et qu’elle serait pratiquement la même si l’énergie provenait d’une chute d’eau.
- Nous voyons que, pour ce qui concerne le rendement, l’accumulation de l’énergie par l’air est moins avantageuse que celle par l’électricité.
- Examinons maintenant s’il en est encore ainsi dans l’autre cas que nous avons considéré, c’est-à-dire lorsqu’il s’agit du coût du transport direct. On a des données assez exactes pour le coût du transport d’accumulateurs; il n’en est plus ainsi pour le transport de l’air sous pression. Je ne connais aucune expérience faite pour déterminer avec quelque exactitude le poids des réservoirs à air comprimé; en l’absence de ces données je ne puis faire mieux que d’adopter les calculs faits par M. Reynolds dans une des conférences faites devant cette Société en 1888.
- D’après lui, le poids des réservoirs en acier est d’environ 150 kilog. pour chaque cheval-vapeur emmagasiné. Le poids d’une batterie d’accumulateurs remplie de liquide et pourvue de connexions, etc., toute complète, n’excède pas 50 kilog. par cheval-vapeur; ce n’est que le tiers du poids correspondant d’un réservoir à air. On voit, par conséquent que, pour ce qui concerne le rendement, l’accumulation de l’energie par l’air est deux fois plus coûteuse que lorsqu’on emploie de l’électricité, et pour ce qui concerne le transport le rapport est de 1 à 3. 11 est donc impossible dans ces circonstances que l’air comprimé puisse rivaliser avec l’électricité, et l’on peut dire que pour transporter de l'énergie provenant d’une chute d’eau à une distance donnée sous la forme d’énergie accumulée, l’électricité .est le seul agent que l’on puisse considérer.
- Quant à la question de savoir s’il serait économique de transporter ainsi de la force, on ne peut y répondre a priori.
- Comparé à la transmission directe de la force vive au moyen de fils conducteurs, le transport direct des batteries paraît une solution défectueuse, mais, comme nous nous occupons à chercher les solutions possibles d’un problème important, il ne faut pas avoir des opinions préconçues et les solutions plus ou moins élégantes du problème ne doivent pas influencer notre jugement; nous devons examiner chaque condition avec ses mérites propres, et je me propose de traiter dans ce sens la transmission électrique de l’énergie emmagasinée.
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- Le système de transport de force par accumulateurs s’emploie actuellement, non pour la transmission pure et simple à longue distance comme nous l’avons défini plus haut, mais cependant pour le transport de force à plusieurs kilomètres.
- Je fais allusion ici aux tramcars électriques actionnés par des accumulateurs changés à une station centrale; ces voitures parcourent plusieurs kilomètres avant qu’on ait besoin de recharger les accumulateurs. L’objet de la transmission ici n’est pas de transporter en bloc une certaine quantité d'énergie, mais de pourvoir à l’énergie nécessaire à la propulsion de la voiture. Nous pourrions toutefois imaginer que la voiture, au lieu d’être occupée par des voyageurs, transporte un certain nombre d’accumulateurs en plus de ceux nécessaires à la propulsion.
- Les premiers perdraient graduellement une partie de leur charge, mais les autres arriveraient en pleine charge et on pourrait en retirer une certaine portion de l’énergie emmagasinée au point de départ. Nous aurions ici une transmission d’énergie accumulée, mais pour voir comment cette transmission pourrait s’appliquer nous reprendrons notre exemple de la chute d’eau et de l’usine.
- A la chute d’eau on établirait l’installation hydraulique nécessaire et une station électrique pour charger les accumulateurs. On construirait en outre une ligne de tramways ou de chemin de fer pour relier la station à l’usine où l’on doit dépenser l’énergie; on établirait la voie spécialement en vue du transport des accumulateurs. Le train serait pourvu d’électromoteurs pour la propulsion. Un train chargé d’accumulateurs serait ainsi transporté à l’usine pour y actionner l'électromo-teur qui y fournirait l’énergie. Pendant le travail, les batteries se déchargent petit à petit ; elles doivent être enlevées du moteur avant qu’elles ne soient complètement déchargées, ei il faut réserver l’énergie nécessaire pour ramener le train à l’usine qui charge les accumulateurs.
- L'économie du système sera naturellement d’au tant plus grande que l’énergie absorbée par le transport sera moindre; on peut appeler rendement de la transmission le rapport de l’énergie rendue au moteur à celle qui serait absorbée si le moteur était placé à la station elle-même ou, en d’autres termes, si la distance était zéro. Soit, par
- exemple, une quantité de mille chevaux-vapeur-heures qu’on pourrait obtenir de la batterie, si elle était déchargée immédiatement, et si l’énergie dépensée pour le voyage d’aller était de 50 chevaux, il ne resterait de disponible à l’usine que 900 chevaux-vapeur-heures. Le rendement de la transmission est de 90 0/0. Si on double la distance entre la chute et l’usine ce rendement se réduirait à 80 0/0; si la distance était triplée le rendement serait de 70 0/0, et ainsi de suite.
- Le rendement dépend naturellement du genre de route par laquelle le transport à lieu; ce rendement sera faible sur une route ordinaire, plus grand avec un tramway, plus grand encore avec le chemin de fer, et il sera le plus considérable lorsque le transport s’effectuera par un canal. Dans chaque arrangement on peut exprimer la valeur du système pour ce qui concerne l’économie de l'énergie de deux manières différentes : i° on peut, lorsque la distance est fixée, exprimer le rendement qu’on obtiendra en tant pour cent, ou 20 on peut se fixer d’avance le rendement et calculer la distance à laquelle on pourra l’obtenir dans chaque cas particulier. J’adopterai ce dernier mode de calcul comme étant le plus propre pour permettre la comparaison avec les autres manières de transmettre l'énergie, quelle que soit la forme sous laquelle le transport est effectué.
- Considérons d’abord la transmission de l’énergie emmagasinée sous une forme autre que celle d’accumulateurs. Les deux seules méthodes que nous avons considérées sont le transport de grain et celui de charbon, combinées chacune avec un appareil propre à convertir l’énergie accumulée en énergie actuelle à l’autre extrémité de la ligne. Daps le cas du grain, le point de départ de la ligne est le champ où le grain a poussé. On le chargera là dans des véhicules convenables, et on le transportera à l’usine où l’énergie doit être dépensée.
- Comme nous nous occupons ici de force animale, il faut supposer que le transport s’effectue par des bêtes de somme et que la transformation s’effectue d’une manière analogue. 11 n’est guère nécessaire de dire qu’actuellement aucun manufacturier ne songerait à actionner son usine parla force animale, puisque le charbon est encore abondant et qu’une machine à vapeur est un instrument beaucoup plus commode et bien meilleur marché pour produire une quantité notable d’énergie qu’un nombre équivalent de chevaux.
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- D’un autre côté si l'énergie nécessaire doit être utilisée par petites fractions et dans des cas particuliers, le cheval produira mieux cette énergie, à meilleur marché et d’une manière plus convenable que la machine à vapeur.
- 11 paraît absurde d’actionner une grande filature de coton avec des chevaux, mais substituez à l’usine une ferme et vous verrez de suite que la transmission à la ferme de l’énergie accumulée sous forme de grain constitue une partie nécessaire des opérations agricoles. Les chevaux, en'apportant le grain à l’endroit où la force doit être consommée, effectuent du travail et doivent consommer une quantité équivalente de nouriiture. Ils effectuent aussi du travail lorsqu’ils reportent les voitures vides. Le rapport entre la quantité de grain portée à l’usine et celle prise dans les champs représenterait donc le rendement de la transmission. Si ce rendement doit être de 90 0/0, comme dans le cas de la transmission électrique, on pourrait dire que pour chaque cent sacs de grain pris dans les champs les chevaux mangeraient pour le voyage d’aller, lorsque les voitures sont lourdement chargées, 6 sacs 1/2, et pour le voyage de retour, lorsque les voitures sont vides, 3 sacs 1/2, ce qui laisserait 90 sacs de grains qui pourraient être convertis en énergie à l’usine. La distance à laquelle on peut transporter ainsi de l’énergie avec le rendement donné est une mesure du mérite du système en ce qui concerne l’économie.
- La transmission de l’énergie.emmagasinée sous la forme de charbon est analogue au cas précédent. On peut charger le charbon à la rnine dans des wagons et le transporter à l’aide d’une locomotive à l’endroit où l’énergie doit être consommée. Une certaine quantité de charbon est consommée pour effectuer le transport; ce qui reste peut être converti en énergie. Si cette quantité est de 90 tonnes sur chaque ioo tonnes prises à la mine, le rendement de transmission est de 90 0/0.
- J’ai déjà dit que la distance à laquelle on peut transporter l’énergie par l’un des trois agents que nous venons de considérer, savoir : accumulateur, grain et charbon, dépend beaucoup du genre de route par lequel on fait la transmission.
- Nous pouvons considérer presque l’infinité de cas différents, mais, comme il nous suffit d’avoir une comparaison générale des différents systèmes, plutôt que des chiffres exacts, considérons trois genres de route : une route carossable ordinaire, un tramway et un chemin de fer. J’ai calculé la
- distance jusqu’à laquelle on peut transporler de l’énergie avec une perte de 10 0/0.
- Le tableau suivant donne les résultats de ces calculs. La vitesse a été prise comme étant de 6 1/2, de 10 et 32 kilomètres par heure.
- Lorsque le transport a lieu par tramway ou chemin de fer, la traction s’obtient par les accumulateurs ou par la vapeur. J’ai supposé dans chaque cas que la route est excellente, dépourvue de dénivellation et sans courbe et que les vitesses indiquées peuvent être obtenues sans interruption. Ces conditions ne sont certainement pas remplies, et il nous faudrait allouer une certaine quantité d’énergie pour les courbes, les montées et les mises en marche.
- Les distances données dans la table sont par conséquent trop grandes, mais comme nous n’avons pour but qu’une comparaison des différents systèmes, nous pouvons prendre les nombres de ce tableau comme une indication approchée du mérite de chaque système.
- Transmission de l'énergie emmagasinée.
- Distances en kilomètres que l’on peut
- atteindre avec un rendement de 90 0/0.
- Genre de l’énergie.
- Route Tramway Chemin de fer
- Charbons et machines à vappnr 184 432 2080
- rirainç pf rhPvJux 83 272 704
- Accumulateurs avec élec- 16
- tromntpur.s 6 4'
- Nous voyons, d’après ce tableau, que pour ce qui concerne le rendement, la transmission électrique ne peut pas rivaliser avec les deux autres méthodes. Un cheval et une voiture transportant du grain sur des routes ordinaires produisent un rendement double d’une locomotive électrique transportant des accumulateurs sur un chemin de fer. La différence est encore plus grande si l’on compare la locomotive électrique transportant des accumulateurs avec la locomotive à vapeur transportant du charbon. Cette dernière peut transporter de l’énergie sur une distance qui est cinquante fois celle à travers laquelle on peut obtenir le même résultat avec les accumulateurs.
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- Sur une ligne de tramways, la distance à travers laquelle on peut transmettre de l’énergie avec un rendement de 90 0/0 est, suivant la table, de 16 kilomètres, c’est-à-dire que si la charge totale des voitures est composée d'accumulateurs, on peut parcourir 16 kilomètres pour aller, et 16 kilomètres de retour avec une dépense de 10 0/0 de la charge totale des accumulateurs.
- Comparons ces chiffres avec ceux fournis par les voitures des lignes de tramways. Le poids total d’une voiture est d’environ 10 tonnes, poids qui se décompose de la manière suivante : voiture et mécanisme de propulsion 4 tonnes; batteries 2 1/2 tonnes, voyageurs 3 1/2 tonnes. Si ce dernier poids était utilisé pour transporter des accumulateurs supplémentaires, la voiture pourrait parcourir 32 kilomètres avec une perte de 10 0/0 de sa charge; ou bien elle pourrait parcourir 320 kilomètres en épuisant sa charge totale. Comme il y a seulement 2 1/2 tonnes d’accumulateurs au lieu de 6, elle ne pourrait parcourir que 138 kilom. Ceci est d’après le tableau précédent et, comme nous l’avons déjà dit, plus que nous ne pouvons obtenir en pratique, pour des raisons déjà indiquées.
- L’expérience a montré que des voitures à accumulateurs ne peuvent parcourir que des distances de 50 à 100 kilom. avec une série d’accumulateurs, c'est-à-dire moitié de la distance indiquée dans le tableau précédent. Si nous appliquons la même réduction aux autres modes de transmission, nous trouvons que les distances auxquelles on peut transporter électriquement de l’énergie accumulée avec un rendement de 90 0/0, sont de 3, 8 et 30 kilom. sur une route ordinaire, sur une foute de tramways et sur un chemin de fer.
- Le rendement n’est pas cependant la seule, ni même la plus importante considération qui intervienne dans le problème du transport de la force. Le propriétaire d’une installation de transport de force ne se soucie pas d’une perfection théorique Se rapportant à un rendement élevé. Ce qui le préoccupe spécialement, c’est le prix qu’il faut payer pour l’énergie qu’il emploie. Toutes autres choses égales d’ailleurs, le rendement élevé réduira naturellement ce prix et à ce point de vue c’est un avantage, mais, dans la pratique, d'autres considérations interviennent et souvent un rendement élevé est l’inverse d’une bonne utilisation des appareils.
- 11 est évident qu’une installation permettant
- d’obtenir un rendement très élevé est un grand avantage, mais si ce résultat ne peut être obtenu qu’avec un capital d’établissement très considérable et de grandes dépenses de fonctionnement, le propriétaire de l’installation qui paye les dépenses n’aura pas lieu d’être satisfait. Le but que doit se proposer l’ingénieur chargé de l’installation est de réduire autant que possible le prix de l’énergie fournie dans les circonstances déterminées.
- Nous avons vu que, jugée au point de vue du rendement seul, la transmission électrique de l’énergie accumulée est d’une manière désespérante au-dessous des deux autres méthodes auxquelles nous l’avons comparée.
- Voyons maintenant si c’est encore le cas en considérant ce système au point de vue du prix de l’énergie. 11 est bien entendu qu’en évaluant le prix du cheval-vapeur, nous ne comptons pas seulement le prix du charbon qu’on brûle ou le prix de l’eau employée dans la turbine, mais toutes les autres dépenses, telles que salaires, intérêts, réparations, dépréciations, etc. Estimé de cette façon, le prix de la force hydraulique varie entre 50 et 200 francs par an; le chiffre exact dépend naturellement de l’énergie disponible, de la quantité d’eau, de la hauteur de chute et des conditions locales, lesquelles influent considérablement sur le prix des travaux.
- Le cas où la force hydraulique peut être obtenue au prix de 50 francs est exceptionnellement rare; d’un autre côté, s’il faut payer 200 francs par an pour la force hydraulique, il vaudrait la peine de transporter cette énergie à l’aide de l’électricité ou d’une autre manière; je prendrai donc le chiffre de 150 et de 300 francs pour limite de prix de la force hydraulique devant être transportée par l’électricité. Le prix de l’énergie produite par la vapeur peut être pris comme étant de 250 francs lorsque les machines sont grandes et économiques; lorsqu’elles sont petites, ce prix peut monter à 500 et même 1000 francs par an. Je supposerai ensuite que dans tous les cas, la force doit être employée pendant 3000 heures par an, c’est-à-dire pendant 300 jours à dix heures.
- 11 est clair que si l’on désire transmettre de grandes quantités d’énergie, par exemple 100 chevaux ou plus, à l’aide d’accumulateurs, il faut pouvoir donner cette énergie à un prix qui n’excède pas 230 francs par an, car, si ce prix était plus élevé, il serait plus avantageux d’établir une
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- machine à vapeur locale. J’ai déjà dit qu’un système de transmission par accumulateurs ne peut fournir qu’un rendement de 56 0/0, si nous supposons que 10 0/0 sont absorbés par la transmission elle-même. Pour fournir joo chevaux-vapeur, il faut donc avoir 178 chevaux-vapeur pendant un temps égal à celui où l’énergie doit être fournie; si, par conséquent, le prix du cheval-an est de 75 francs, le prix à la station réceptrice sera de 126 francs, il faut ajouter celui du fonctionnement de l’usine et la dépréciation, qui consiste dans l’usure de la dynamo génératrice, du moteur, des accumulateurs et de la ligne avec son équipement de locomotives et de wagons.
- On construit actuellement des petits accumulateurs pour l’éclairage et pour fournir l’énergie au taux de 1000 francs par cheval-vapeur; supposons que, pour de plus grandes batteries, ce prix puisse descendre à 750 francs, ce qui ferait 75000 francs pour îoo chevaux-vapeur. Afin d’économiser le transport et pour réduire l’usage des batteries, il serait avantageux de disposer de deux batteries dont l’une se chargerait pendant que l’autre travaillerait. Le capital nécessaire serait donc de 150000 francs. L'intérêt et la dépréciation ne seraient pas inférieurs à 15 0/0 ou 250 francs par cheval-vapeur. Ajoutez à ceci le prix de l’énergie à la station génératrice, celui du fonctionnement, de l’intérêt et de la dépréciation des appareils électriques et de la route, on voit qu’il est tout à fait impossibje que la transmission par accumulateurs puisse rivaliser avec une machine à vapeur locale, si l’énergie obtenue à l’aide de cette dernière coûte 250 francs par an. Si la quantité d’énergie est petite et qu’on ne puisse pas la fournir à ce taux modéré, les choses peuvent changer de face. Si l’on n’a besoin que de cinq chevaux et si on les produit par une machine à vapeur ou à gaz, il faudrait payer 500 à 1000 francs par cheval et par an. Est-ce que dans ces conditions on pourrait avec profit transmettre à l’aide d’accumulateurs la force provenant d’une machine à vapeur de proportions considérables et travaillant économiquement?
- S’il fallait établir dans ce but une ligne de tramway ou un chemin de fer, la réponse serait certainement négative. Supposons donc que ce tramway existe déjà et examinons si la compagnie qui se propose de fournir de l’énergie à l’aide d’accumulateurs pourrait la fournir à meil-
- leur compte que celle produite par une machine locale.
- Supposons, par exemple, que le consommateur demande cinq chevaux-vapeur pendant dix heures par jour. La batterie nécessaire pour fournir ces cinq chevaux pèsera environ 2 1/2 tonnes et coûtera 4250 francs. La dynamo pour la charge du moteur coûtera environ 3750 francs, de sorte que le capital s’élèverait à 8000 francs.
- Voyons maintenant comment il faudrait exploiter un système de transmission de ce genre, et quelle serait la dépense d’exploitation. Prenons comme exemple une distance de 8 kilomètres entre la station génératrice, qu’on pourrait prendre dans un dépôt de tramways ou dans une station centrale d’électricité, et entre la station réceptrice. A chaque extrémité il faut disposer les appareils nécessaires pour charger et décharger les accumulateurs des voitures. Chaque matin, la batterie chargée est disposée dans la voiture à l’aide de laquelle elle est transportée à l’autre station où les accumulateurs sont déchargés à travers les moteurs. L’autre batterie, qui a servi le jour précédent, est retournée par la même voiture à l’usine où elle est rechargée' de nouveau. De cette manière, la voiture n’a à faire qu’un seul voyage aller et retour par jour.
- Comme la vitesse peut être très modérée, 5 à 6 kilomètres à l’heure, le prix du transport de cette voiture sera bien moindre que celui d’une voiture à voyageurs qui s'arrête fréquemment et marche à une allure beaucoup plus rapide.
- Si l’on prend 0,20 fr. par voiture-kilomètre, et si on ajoute 2,50 fr. pour prix de la charge et de la décharge de la batterie, on arrive aux dépenses suivantes :
- Énergie à la station génératrice à 250 francs
- avec un rendement de 65 0/0.................. 1925
- Transport........................................ 977
- Frais d’exploilaiion..............•......... 750
- 15 0/0 d’intérêt et dépréciation des accumulateurs.....................................1 1275
- 10 0/0 d’intérêt et dépréciation des machines électriques................................. ^
- Coût annuel total................................ 5262
- Le rendement est ici le rapport entre l’énergie fournie à la dynamo qui charge les accumulateurs et l’énergie fournie par les moteurs; ce rendement ne contient pas les, pertes dues aux trans-| missions, etc.
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- On obtiendrait ainsi l’énergie au prix de 1052 francs par cheval-vapeur fourni ; ce prix est aussi élevé, sinon plus élevé que l'énergie qu’on peut obtenir à l’aide d’une petite machine locale. Au point de vue de l'économie, il n’y a point d’avantage à transmettre l’énergie dans ce cas par des accumulateurs, la distance étant de 8 kilomètres. Si la distance avait été plus faible, les frais auraient été moindres, mais pas beaucoup. Ce n’est que le prix du transport qui se trouverait diminué, et si on le supprimait complètement on arriverait à 86^ francs par cheval-an. La transmission par accumulateurs ne peut donc pas rivaliser avec une machine locale, même si cette dernière travaille dans des conditions peu économiques.
- Mais comment se pose la question, si pour une raison locale, on ne peut pas se servir d’une machine calorifique? Nous avons alors le choix entre la transmission électrique par accumulateurs ou par fils conducteurs. Laquelle de ces deux méthodes est la plus économique? Pour répondre à cette question, il suffit de comparer les accumulateurs avec les fils conducteurs. 11 faut donc savoir si on peut se servir du fil aérien ou si les conducteurs doivent être souterrains.
- Dans le premier cas, la ligne ne coûterait pas plus de 2000 francs par kilom. ; ce chiffre peut être évalué avec un degré d’exactitude suffisante. Comme je traiterai cette question plus loin, je me contenterai actuellement de cette évaluation. 11 n’existe pas d’exemple de transmission par fils souterrains; on ne peut donc faire aucune évaluation exacte. Nous sommes obligés de calculer le prix de ce conducteur d’après les conducteurs d’éclairage électrique; je prendrai l’évaluation faite par M. Crompton.
- D’après la table publiée par M. Crompton, je trouve que le conducteur nécessaire pour la transmission de cinq chevaux et isolé à 1000 volts coûte environ 10000 francs par kilom. On a ainsi les données nécessaires pour effectuer la comparaison entre la transmission par accumulateurs et celle par conducteurs aériens ou souterrains.
- Le tableau suivant donne le résultat de cette comparaison.
- Le prix renferme celui de l’énergie à la station généràtrice à 250 francs par cheval-an et les intérêts et dépréciations à 19 0/0 pour les accumulateurs et à 10 0/0 pour les conducteurs pour les machines électriques.
- Transmission d’une énergie de 5 chevaux
- Distance de transmission Pi ix annuel du cheval fourni, la transmission étant effectuée
- en milles de 1 609 mètres a l'aide d'accumulateurs par fils aériens par fils souterrains
- I Livres sterling 36,. Livres sterling 22,8 Livres sterling 33,6
- 2 37,6 2 *5,6 47,2
- 3 30,1 46,6 28 60
- 4 30,6 74
- 5 42,1 33 87
- Nous déduisons de ce tableau que, s’il n’y a pas d’objection pour établir une ligne aérienne, la transmission électrique ne peut pas rivaliser avec la transmission directe, même pourde longues distances. Dans des villes, d’autre part, on ne peut pas tolérer des fils aériens, et si la distance excède un kilomètre 1/2, les accumulateurs sont plus économiques que les conducteurs souterrains. Nous avons donc trouvé enfin un cas où il serait avantageux de transmettre l’énergie par les accumulateurs, mais il y a tant de conditions qui interviennent dans ce cas que le champ d’exploitation de ce système doit rester très limité.
- D’abord, il faut que l’énergie soit consommée en petites fractions, puis il faut qu’il existe une ligne de tramways et que le consommateur ait toutes les facilités pour manier les batteries; la station de charge doit posséder la même facilité; il faut que l'on puisse se servir de fils aériens; que la distance n’excède pas 1 kilomètre 1/2 et finalement que, pour une raison quelconque, on ne puisse pas se servir de machines locales.
- 11 n’est guère nécessaire d’insister sur ce qu’un système de transmission devant remplir tant de conditions ne peut avoir aucune importance commerciale. Jusqu’ici le résultat de notre investigation est complètement négatif. Nous voyons que la transmission de l’énergie à l’aide d’accumulateurs est moins économique que tout autre mode de transmission; cette méthode n’a aucune valeur commerciale lorsqu’on peut en employer d’autres. J’ai cependant examiné le transport de force paraccumulateursavec quelques détails, parce que l’idée de distribuer la force mise en bouteilles semble avoir charmé beaucoup d’inventeurs. Cette idée est déjà ancienne, et c’est pour cela que j’ai trouvé utile de donner quelques nombres pour
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- montrer ce qu’il en est réellement. On pourrait peut-être objecter qu’il n’existe pas de système de transport de ce genre et qu’il peut paraître prématuré de donner uneopinion quant à l’impossibilité d’installation. L'idée de distribution par accumulateurs n’est pas uniquement entretenue par des amateurs mais même par des électriciens de profession. On trouve, par exemple, dans un rapport de M. Fanning sur les questions d’utilisation du Niagara, le passage suivant:
- « On peut transmettre les courants pour fournir de l’énergie et l’éclairage à des villes voisines et on pourrait charger des accumulateurs pour être employés dans des villes voisines. »
- L’auteuravait naturellement en vue une force hydraulique à bon marché et probablement le transport par canaux. Si en même temps on pouvait faire des accumulateurs plus légers, meilleurs et plus durables, on pourrait seulement alors employer ce système pour rivaliser avec les autres. Des accumulateurs tels qu'ils existent actuellement ne peuvent servir pour la transmission que dans des cas où on ne peut se servir de conducteurs directs; ceci me donne l’occasion de dire que le seul cas de transmission de l’énergie emmagasinée par accumulateurs de quelque importance est celui qui se rapporte aux tramways électriques.
- Bien que les tramcars électriques fassent partie du sujet de mes conférences, je serai bref à leur égard et je me contenterai de considérer en général ce que la pratique a enseigné dans cette branche de transmission de l’énergie.
- Nous avons dans ce pays deux très bons exem -pies de de tramways électriques à accuriiulateurs, l’un à Birmingham et l’autre à Barking-Road, dans le nord de Londres. Je n'ai pu obtenir que peu d’informations sur le premier, niais M. Fraser m’a fourni tous les renseignements désirables sur le second. M. Reckenzaun m’a fourni des informations sur les tramways de Philadelphie. Le tableau suivant contient les données principales.
- En prenant la moyenne des deux dernières lignes de ce tableau, on trouve que, si le poids total de la voiture est de 10 tonnes, il faut une batterie capable de donner une. énergie maxima de 19 chevaux et une énergie moyenne de 5,6. 11 faut noter cependant que ce dernier nombre s’applique lorsque la voiture est en mouvement et ne
- contient pas l’énergie employée pour la mise en marche. M. Fraser a fait des observations soignées sur l’énergie que la batterie fournit pendant tout le temps que la voiture est en service; il
- Tramways à accumulateurs.
- Birmîn- giunn Londres Pliilitd petite voiture elplilo grnndo voiture
- Poids de la voiture, en tonnes 3,2 75 2,500 0,980 3,62c
- — du moteur etc — 1,360 1,140
- — des accumulateurs, etc 3,8=10 2,400 1,770 2,45c
- — des voyageurs, etc.... 3,300 3,6 00 2,230 3,60c
- — total 10, so 10,602 7,48 10,81
- Charge payante, 0/0 3> >5 34 30 33,2
- Nombre d’accumulateurs.... 96 96 84 ll6
- Courant maximum Fnergie maxima aux bornes 70 70 80
- des accumulateurs, en chev. — '9 14 23
- — moyenne, idem. — 6 4,8 •5,4
- — maxima pour io tonnes de charge roulante, (chev.) — 17,8 18,7 21,3
- — moyenne, idem. 5,65 6,42 4,95
- a trouvé que cette énergie divisée par le temps est de 7,33 chevaux.
- Les 7,33 chevaux fourniraient, avec un bon moteur, environ 6 1 /2 chevaux au frein. Supposons que le rendement de la batterie soit de 60 0/0, ce qui n’est pas trop faible par rapport au travail irrégulier des accumulateurs, on trouve qu’il faut dépenser 12 chevaux pour la charge par voiture, Le rapport entre l’énergie indiquée par la machine et celle fournie à la dynamo qui charge les accumulateurs peut être pris comme étant de 80 0/0, de sorte qu’il faut fournir -15 chevaux indiqués pour chaque voiture, les machines travaillant le même nombre d’heures que les voitures en service. Si les machines travaillaient plus longtemps, c’est-à-dire pendant la nuit, on pourrait réduire l'énergie nécessaire à la station.
- En retournant au prix de revient auquel on peut fournir de l’énergie accumulée à de petits consommateurs, considérons la distribution de petites quantités d’énergie fournies par une station centrale d’éclairage électrique. On dit souvent quelafourniture de l’énergie, et non celle de la lumière, devrait constituer la principale industrie de ces stations. On dit : la demande de lumière est très inégale, pendant plusieurs heures elle n’excède pas la dixième partie de la capacité de la station et elle augmente rapidement vers la soirée. La
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- période de grande demande d’énergie ne comprend qu'un petit nombre d’heures et pendant ce temps les machines travaillent économiquement. Pendant tout le reste de la journée l'économie est moindre, car, presque toutes les charges se rapportent à la marche sous faible charge. Si, par conséquent, par la vente d’énergie on peut faire travailler la station économiquement pendant toute la journée, l’augmentation des dépenses d’exploitation sera faible, mais l’augmentation de revenu sera considérable.
- Geci est parfaitement vrai; seulement cette raison ne peut convaincre les personnes qui doivent fournir cette augmentation de revenu. Comme on le sait, le courant est fourni par des stations centrales à un taux qui varie de 4 1/2 pence à 8 pence et même 1 shilling par unité du Board of Trade.
- Le prix habituel à Londres est d’environ 7 pence. Supposons maintenant qu’un petit fabricant qui .ne demande qu’un petit nombre de chevaux-vapeur veuille changer sa machine à vapeur où à gaz contre un moteur électrique et voyons à quel prix lui reviendrait l’énergie. Ceci dépendra naturellement de la durée pendant laquelle il a besoin de force. Si il y a une petite usine dans laquelle on travaille tous les jours il aura besoin de 3000 heures par an.
- 11 est facile de calculer le prix du cheval-vapeur. En donnant 37 francs par cheval pour la dépréciation et pour l’intérêt du moteur et 25 francs pour les autres frais, nous trouvons au prix de 7 pence par unité, que le cheval-an revient à 1875 francs. Avec des courants à des prix différents le prix de l’énergie se trouve dans le tableau suivant :
- Energie fournie par une station centrale.
- Prix de l'u- 1 n 1 té du#
- Board of j 1 2 3 4 5 6 7 8
- Trade en l pence...1
- Prix du che- ]
- 3œoanheu-j 322 5?3 *37 >°97 '353 1612 1873 2135
- res en fr. )
- 11 est clair, d’après ce tableau, que le petit consommateur n’emploiera un moteur électrique que lorsqu’il peut obtenir le courant à environ 3pence par unité, et à moins que les compagnies d’éclairage électrique ne puissent la vendre à ce prix,
- ce qui ne paraît pas probable à présent, on ne prévoit pas que l’énergie pourrait être fournie de cette façon aux petites usines qui consomment de l’énergie d’une manière continue.
- Un autre désavantage c’est que la demande d’énergie coïncide pendant l’hiver avec celle de l'éclairage électrique, ce qui nécessite l’adjonction d’installations supplémentaires. Si cependant l'énergie ne doit être fournie que d’une manière intermittente, le moteur électrique est l’instrument le meilleur marché pour la produire, non seulement comme prix d’installation, mais encore comme dépenses courantes.
- 11 y a beaucoup de petits métiers qui n’ont besoin de force que pendant quelques heures par jour. Si, par exemple, un tour doit tourner deux heures par jour, le coût du cheval par année, avec le courant à 7 pence par unité, ne serait que de 375 francs, chiffre qu’on ne peut atteindre ni avec la vapeur ni avec le gaz. On a en outre l’avantage que l’énergie est toujours disponible. On n’a pas besoin de faire de la vapeur, de s’occuper de pompes ou de robinets ni d’autres détails.
- Avec un moteur électrique il suffit de tourner un commutateur lorsqu’on a besoin de travailler et de le tourner dans l’autre sens lorsque le travail est fini. Pour des usages domestiques rien n’est plus commode et économique que l’énergie électrique fournie par une station centrale. Je possède toute une collection d'applications que je dois à la « Keys Electric Company » et je puis vous montrerfeombien cette force électrique s’applique facilement à toutes espèces d’outils domestiques.
- Dans cette conférence je me suis occupé plutôt delaquestiongénéraleque des détailstechniqueset je me suis presque complètement borné à exposer la question au point de vue financier. C’est que la question de prix de revient a une importance capitale dans l’art de l’ingénieur, et il était par conséquent nécessaire de s’en occuper avec quelques détails.
- Dans les deux autres conférences je m’occuperai des parties les plus intéressantes de notre sujet et je me propose de vous exposer les principes scientifiques et les détails techniques que l’on a à considérer dans le transport électrique sur des distances plus ou moins longues.
- (A suivre) C. B.
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- FAITS DIVERS
- L’auteur des expériences sur l’emploi des ballons chargés de dynamite pour la production de la pluie est M. le professeur Charles Myers, de Francfort, petite ville de l’état de New-York, qui ne compte pas plus de 3 à 4000 habitants et est construite sur les bords de la rivière des Mohicans. Les ballons sont fabriqués dans un ravin situé derrière la petite ferme qu’exploite l’inventeur de ce singulier procédé. Il a établi une machine pour vernir les étoffes de ces ballons, qui ont chacun 3 mètres de diamètre et sont remplis de mélange détonnant. Il y met le feu avec une petite cartouche de dynamite enflammée électriquement. Les deux fils qui conduisent le courant servent à régulariser l’ascension.
- Le bruit de l’explosion est terrible et s’entend à des distances immenses. L’éclat de la lumière produite par l’union des deux gaz est excessivement intense.
- On a fait des expériences à Washington devant des officiers et des météorologistes. Nous n'imiterons pas nos confrères qui crient déjà au miracle, et nous attendrons le résultat des expériences pour nous prononcer. Un lot de 100 ballons a été expédié au Texas, où l’on va essayer de soutirer la pluie du ciel.
- Mais au Texas on ne se bornera point à lancer des ballons explosifs; on fera partir des bombes chargées de dynamite enlevées par des cerfs-volants électriques. On enverra aussi dans les airs des masses de poudre qui seront lancées par des mortiers spéciaux. Si ces expériences réussissent, Jupiter se trouvera privé du monopole d’un de ses attributs auxquels, si on en croit les poètes, il attachait le plus de prix.
- Un télégramme d’Amérique arrivé à Paris dans la matinée du 6 août nous a appris que l’administration de l’exposition de Chicago venait de prendre une décision de la plus haute importance. Elle n’a pas perdu l’espérance d’effacer la Tour Eiffel de Paris, mais, après bien des hésitations, elle a fini par où elle aurait dû commencer. Elle a accepté les offres du célèbre ingénieur et d’une compagnie française. C’est la seule manière d’assurer en rrîême temps le succès de cette grande entreprise et une brillante coopération des exposants français.
- Nous nous empressons de donner cette bonne nouvelle, qui sera accueillie avec la plus vive satisfaction par tous les électriciens. En effet,'la meilleure manière d’assurer la supériorité de la Tour Eiffel des bords du lac Michigan sera certainement d’employer l’électricité à la manœuvre des ascenseurs et à l’éclairage exclusif de la Tour. La devise de la nouvelle compagnie Eiffel, sera certainement Tout par l'électricité.
- Ce n’est pas se compromettre que d’annoncer qu’il ne se trouvera pas en Amérique, dans la patrie de Franklin, de physicien assez peu familier avec la doctrine des paraton-
- nerres pour en placer un sur le sommet d’un édifice tout en fer, au risque d’empêcher la détermination du potentiel de l’air, au dernier sommet.
- Le Cosmos examine dans son numéro du 1" août le projet que l’on prête à M. Edison d’établir un téléphone cosmique, destiné à écouter les orages magnétiques du soleil, en recueillant les courants produits par les variations de l’induction solaire. Le récepteur de ce singulier appareil serait les amas métallifères situés dans les environ d’Ogden, petite ville de l’état de New-York, dont il paraît que M. Edison vient de faire l’acquisition.
- Le bruit que l’on a fait à propos du legs d’une vieille dame de Pau, offrant un prix de îooooo francs pour faciliter les communications avec les habitants hypothétiques d’une planète explique que l’on ait attaché quelque importance à cette rumeur. Le Cosmos n’a pas de peine à établir que dans le cas où M. Edison réussirait à entendre quelque chose, rien ne prouverait que ce fût le soleil à qui I’cn devrait attribuer l’origine de ces bruits.
- Mais, quelque bizarre que soit celte conception, elle l’est beaucoup moins que toutes celles dont des feuilles scientifiques nous ont entretenus, et dont les auteurs acceptaient carrément la responsabilité. On-dirait que certaines gens étouffent sur la terre, qu’ils trouvent trop étroite pour leur ultra-fébrile activité.
- Nous avons déjà parlé du procédé de Maigrot et Sabatès pour l’extraction du sucre des mélasses par l’action combinée de la diffusion et de l'électrolyse. The Sugar Cane (1891, p. 152) signale un nouveau procédé des mêmes auteurs, permettant la défécation par l’électrolyse des jus sucrés.
- Dans le procédé de défécation ordinaire par la chaux, les sels de potasse et de soude sont transformés en sels de chaux avec mise en liberté d’alcali caustique et précipitation des matières gommeuses et albuminoïdes.
- Le courant électrique produit cette même précipitation des matières gommeuses si on a soin de placer au pôle positif la quantité de chaux nécessaire à la neutralisation des acides mis en liberté par l’électrolyse; les jus ainsi traités donneraient' un meilleur résultat en sucre cristallisé.
- L’importation de la gutta-percha en France va en croissant; elle a été de :
- En 1888................... 2,247,890 kilog.
- F.n 1889.................. 2,285,499 —
- En 1890................... 2,832,103 —
- On connaît les procédés De Meritens, Fraser, etc., fondés, sur la prétendue action stérilisante d’un champ électrique oa
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- magnétique. Spilker vient de faire breveter un procédé semblable pour la stérilisation des liquides alcooliques. Le liquide circule dans des tubes isolants entourés d’une spirale conductrice parcourue par un courant d’intensité convenable. Nous ne comprenons pas ce qui peut bien se passer dans ces conditions.
- Fendant un violent orage qui éclata sur Vienne à 5 heures du soir, le 5 juillet, le ciel se couvrit d’une nuée si épaisse qu’il fallut allumer les lampes de l’hôtel de la Cour de Sty* rie. Le circuit électrique ne tarda pas à être foudroyé.
- On vit les lampes pâlir comme si le mouvement de la machine s’était ralenti. Quelques-unes furent mises hors de service. En les examinant avec attention on trouva que les fils de platine des attaches avaient été fondus et les filaments volatilisés. Le carbone s’était déposé sur le verre et l’avait noirci.
- Cette année M. Moureaux a remarqué à plusieurs reprises dans les courbes magnétiques du parc Saint-Maur des troubles particuliers semblant provenir de la chute de la foudre dans un rayon dont la valeur numérique resterait à déterminer. Ces troubles, tout à fait exceptionnels l’an dernier, se sont produits très fréquemment cette année. Pendant ces agitations temporaires l’aiguille de contrôle en cuivre n’a donné aucun symptôme d’agitation.
- Mais, par compensation, il n*a encore pu parvenir cette année à constater aucun rapport entre les tremblements de terre signalés et les agitations singulières qui avaient concordé l’an dernier avec le tremblement de terre d’Algérie.
- Parmi les travaux exécutés à l’observatoire de Zi-Ka-Wei nous signalerons la détermination des courbes magnétiques en prenant pour module l’heure lunaire au lieu de l’heure polaire. C’est en opérant par cette méthode nouvelle que le Père Decheveren est parvenu à déterminer la valeur moyenne de la variation lunaire, élément que son peu d’amplitude rendait difficile à démêler, mais qu’on peut mettre ainsi en évidence d’une manière en dehors de toute discussion.
- Le professeur Rowland, de l’université John Hopkins, a prétendu, dans une suite de conférences sur les paratonnerres, que le voltage de la foudre était de six milliards d’-unités C. (J. S.
- A propos du procès que M. Edison vient de gagner devant la Cour de circuit contre la Société américaine d’éclai-.rage électrique, le Morning Journal, de New-York, publie
- une longue entrevue dans laquelle nous trouvons quelques détails fort intéressants sur la fabrication des lampes à incandescence. Lorsque M. Edison a livré sa première lampe au commerce, il !a faisait payer 6 fr. 25; actuellement il la livre pour 2 fr. 10 et même pour 2 francs.
- Malgré le prix élevé des premièies lampes la fabrication était loin d’éire rénumératrice; sur les 60000 vendues il annonce avoir éprouvé une perte de 850000 france. Il estime qu’annuellement on 11e fabrique pas dans le monde entier moins de 25 millions de lampes à incandescence, dont la valeur vénale dépasse 50 millions de francs.
- La fabrication des lampes en grand n’a commencé qu’en 1881. Cette année on en a livré 40000. A cette époque un cheval-vapeur en allumait 6 de 16 bougies; aujourd’hui on peut en allumer 15. M. Edison espère arriver à en allumer 30. II annonce qu’il a en construction dans ses ateliers trois grandes dynamos dont chacune suffira pour 300000 lampes, et qui toutes trois sont destinées à Chicago.
- Le grand établissement de la Compagnie Edison emploie une force motrice de 800 chevaux, occupée exclusivement à produire du courant pour transport d’énergie. Cette force électrique est distribuée dans 42 ateliers où travaillent 30 000 ouvriers. Les dispositions sont prises pour que l’on puisse porter 500 chevaux en un point quelconque en une heure de temps.
- Ce qui résulte de tout ce qui précède, c’est que M. Edison est arrivé à la découverte de la lampe à incandescence en poussant aux extrêmes limites de la logique le développement d’une idée théorique, celui de la fabrication d’un filament dont le diamètre fût comparable à celui des cheveux les plus fins.
- Le Standard annonce qu’on a fait sur le lac de Zurich des expériences satisfaisantes avec un bateau à vapeur en aluminium pesant moitié moins que s’il était en fer. Le métal provient de l’usine établie à Schaffouse et dans laquelle on produit l’aluminium sur une immense échelle à l’aide de l’électricité, ce qui réduit le prix de revient dans une immense proportion.
- Mais si l’on en croît VElectrician} l’usine de Schaffouse sera bientôt distancée par un établissement rival construit en Amérique pour le compte de la Compagnie Wilson. L’on y utiliserait à la préparation électrolytique de l’aluminium une machine à vapeur de la torce de \ooo chevaux et donnant un courant de 750 000 watts. L’armature de cette dynamo monstre posséderait un diamètre de 60 centimètres et une longueur de \ mètre 30. Elle pèserait 3000 kilog. Le diamètre de son arbre serait de 125 millimètres et les coussinets sur lesquels il repose auraient une portée de 375 mm.
- Le poids total de la machine serait de 15000 kilog. et les conducteurs seraient en cuivre étiré offrant une section de 625 mm2.
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- Actuellement les droits sur les brevets sont réglés par la proportion suivante. Chaque année de jouissance donne lieu à une perception de 10 fr. 50 aux Etats-Unis, pendant 17 ans; de 100 francs en France, en Belgique et en Italie, pendant 15 ans; de 110 francs en Belgique et en Espagne, pendant 20 ans; de 137 fr. 50 en Russie pour 10 ans, et en Angleterre de 225 francs pour 14 ans. Le mode de perception est aussi variable que le taux et la durée.
- L’Angleterre ne prend que 100 francs pour la protection pendant quatre années; les Etats-Unis exigent le paiement immédiat de la somme totale, la France et l’Italie imposent un paiement annuel de 100 francs; quant à la Belgique et à l’Espagne, elles ont une échelle progressive commençant par un paiement de 10 [francs. C’est à partir de 1883 que la durée de la protection provisoire anglaise a été étendue à quatre années.
- En 1883 les recettes brutes sont tombées à 2200000 francs, mais elles se sont progressivement relevées, et le mouvement ascendant ne paraît point à la veille de s’arrêter. En effet, le chancelier de l’Echiquier porte dans ses prévisions budgétaires l’excédent de recettes pour 1891 à 2762500 francs
- Ainsi que nous en avons déjà prévenu nos lecteurs, la prochaine session de l’Association britannique se tiendra à Cardiff.
- A la suite de la session, comme cela est déjà arrivé à Battis, la ville, qui ne connaît que le gaz, sera éclairée à l’électricité. L’ordre provisoire qui avait été obtenu depuis quelque temps) a été converti en ordre définitif, et la municipalité a chargé un des apôtres de l’éclairage au gaz de lui faire un rapport sur l’éclairage électrique des villes du voisinage.,
- Déjà l’électricité vient de remporter dans le voisinage un grand triomphe auquel l’Association britannique ne peut point être considérée comme étrangère.
- Le 24 juillet on à inauguré solennellement l’introduction du transport de la force dans des charbonnages situés près de Merthyr, à 30 kilomètres de ce grand port de mer. Tous les chevaux qui étaient renfermés dans les galeries ont été supprimés. 11 n’est pas sans intérêt de rappeler que le premier tramway en fer pour lequel un -acte du .Parlement fut adopté allait de Merthyr à Navigation, à moitié chemin de Cardiff. Cet événement important se passa en 1796... C’est sur ce tramway que Trevethich fit rouler la première locomotive; l’habile ingénieur-gagna de la sorte un pari de 1000 livres sterling (25000 francs).
- A propos du. centenaire de la naissance de Faraday, un journal a publié des détails caractéristiques mais inconnus de la vie religieuse de l’illustre électricien.
- Faraday était un des adeptes d’une des sections les plus excentriques et les moins nombreuses du protestantisme. Son église avait cté fondée à Londres, en 1762, par un écossais nommé Sanderman, qui mourut en Amérique, où il s’était rendu pour faire la propagande de son système. En Angleterre et en Ecosse, les Sandermanniens ne comptent pas plus
- d’une douzaine de congrégations, et en tout un millier d'adhérents. En Amérique, leur nombre est encore plus restreint.
- Entre autres habitudes extraprdinaires, ces religionnaires dînent ensemble après l’office divin, soit chez un de leurs frères, soit à leur lieu de réunion. Pratiquant les habitudes de l’église primitive, ils n’ont pas le droit de prêter de l’argent à intérêt, ils se doivent aide et protection; dans certaines occasions ils se lavent mutuellement les pieds et se donnent le baiser de paix. Ils n’ont pas de prêtres, mais leurs exercices sont dirigés par des anciens. Faraday était un des anciens d’une chapelle bâtie dans une petite cour d’Oldgate Street. 11 avait pour collègues un drapier, un boucher et un appareilleur de gaz.
- En 1856, au moment où Faraday était dans toute sa gloire, le boucher et l’appareilleur de gaz remarquèrent que l’illustre électricien dont le monde entier célébrait le génie négligeait ses devoirs religieux. En conséquence, ils réclamèrent son expulsion. La congrégation chassa cette célèbre brebis galeuse, mais à chaque office on priait pour le retour du frère Faraday.
- Ces sollicitations ne devaient point être en vain apportées au pied du trône de l’éternelle justice.
- Après quelques mois d’exil, Faraday revint à la petite chapelle d’Oldgate Street, et à genoux, les larmes dans les yeux, il fit en sanglottant l’aveu de .ses péchés, le démon de l’orgueil étant entré dans son cœur.
- Toute la congrégation fondit en larmes, on embrassa le frère Faraday, qui reprit sa place au banc des anciens et le frère Faraday ne pécha plus.
- L’Edison General Electric Company procède à l’installation d’une transmission de 450 chevaux, aux mines de Burkes, propriété de la Cœur à?Aient Situer Leaâ Mining Company.
- Deux génératrices de 225 chevaux chacune, à 2 kilomètres de la mine, sont commandées par des roues hydrauliques Felton. Le courant arrivé dans la mine est réparti entre plusieurs moteurs, l’un de 80 chevaux actionnant les moulins, le deuxième de 60 chevaux commandant un compresseur et les deux derniers de 50 et 80 chevaux actionnant des pompes dont un certain nombre sont dans les galeries souterraines.
- Cette installation est l’une des plus importantes parmi les applications du transport électrique de la force à l’industrie minière.
- Éclairage Électrique
- Pour supprimer le sifflement de l’arc et atténuer autant que possible les variations de conductibilité provoquées par la présence d’un corps étranger dans les charbons des lampes, M. Allison forme la mèche des crayons d’un silicate alcalin. Ce corps, en se volatilisant au fur et à mesure de la combustion des crayons, formerait une vapeur conductrice qui atténuerait les inconvénients cités ci-dessus.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Télégraphie et Téléphonie
- Le bey de Tunis vient de rendre un décret motivé par le nombre de questions nouvelles soulevées par l’introduction dans la régence du téléphone, et en vertu duquel toutes les contestations corcernant l’office des postes et télégraphes rentreront dans la compétence des juridictions françaises.
- Nous avons à annoncer presque simultanément la fin heureuse Je deux grandes opérations de télégraphie sous-marine. La pose du câble reliant l’île de Fanoe sur les côtes du Jut-land vient d’êtTe terminée, ainsi que celle du câble français de la mer des Antilles, La Guyane française se trouve enfin réunie à la mère-patrie.
- L’adjudication des lignes de Marseille à Bône et de Marseille à Tunis aura lieu dans le courant du mois.
- Les chambres ont voté pour la construction de ces lignes importantes une somme de 5 500 000 francs. Quand elles seront achevées, nous n’aurons pas moins de sept lignes différentes pour communiquer avec l’Algérie-Tunisie.
- On doit rendre au gouvernement impérial cette justice qu'il a compris de bonne heure l’importance de ces lignes. En effet, la première tentative remonte à 1854 Les points d'atterrissement étaient la Spezzia en Europe et Bône en Algérie. La ligne se composait de trois sections : une de la Spezzia en Corse, une autre de Corse en Sardaigne, et la troisième de Sardaigne à Bône. La pose des deux premières sections eut lieu sans difficultés, mais celle de la troisième ne réussit qu’à la troisième reprise.
- Les câbles étaient tellement lourds que deux se rompirent successivement sous leur propre poids. La ligne posée si péniblement ne dura que deux ans. On songea alors à la ligne de Port-Vendres à Alger avec un poste intermédiaire aux Baléares.
- La ligne ne dura qu’un an. On imagina alors d’aller de l’île de Bizerte en Tunisie; la ligne cessa de fonctionner après une année de service.
- On se tourna alors du côté de l’Espagne, et Von joignit Carthagène à Oran. L’on avait acheté pour cette opération un navire télégraphique auquel on avait donné le nom de Dix-Décembre,
- Cette tentative fut de toutes la plus malheureuse. Le câble ne dura que quelques heures, juste assez de temps pour obliger de payer la maison Siemens de Londres qui l’avait construit.
- En désespoir de cause, on s’adressa à une des grandes maisons anglaises, et le câble de Marseille à Alger fut posé avec un succès et une rapidité remarquables. Il était temps,
- car nous étions arrivé en août 1870, à la veille de nos dé-
- \
- sastres.
- On peut dire sans aucune espèce d’exagération que le câble de 1870 sauva l’Algérie, tant il rendit de services lors de la terrible insurrection qui éclata en 1871.
- Vingt-huit maisons de commerce de Vienne, et des plus importantes, ont adressé une pétition au gouvernement impérial dans le but d’obtenir qu’on établisse un téléphone entre les Bourses de Vienne et de Buda-Pesth. La résistance de l’administration paraît s’expliquer par la crainte de diminuer les recettes des lignes télégraphiques établies entre les deux capitales de l’empire à deux têtes des Hapsbourg.
- Le Figaro du 4 août nous apprend que le gouvernement a établi un concours pour un certain nombre de places vacantes dans les offices téléphoniques.
- Les concurrentes doivent remplir certaines conditions d’âge et d’aptitude physique. Elles doivent avoir de 18 à 25 ans, et une taille au-dessus de 1,50 m. Notre confrère demande quel peut être le but de cette limitation.
- M. Latke publie dans le Journal des ingénieurs électriciens une histoire de la télégraphie, où l’on trouve des faits excessivement curieux.
- Deux ans après les expériences de Gookes et Wheatstor.e, à Londres, c’est-à-dire en 183g, la Compagnie des Indes faisait exécuter à Calcutta des expériences d’un système excessivement original inventé par le docteur Shangnessy, professeur de chimie au collège. On avait à chaque station une pendule sur le cadran de laquelle on avait gravé les vingt-cinq lettres de l’alphabet. Sur chaque cadran se mouvait une aiguille qui faisait le tour très rapidement, et les deux aiguilles devaient marcher d’accord.
- Aussitôt que l’aiguille passait devant une lettre, l’opérateur qui télégraphiait envoyait une secousse électrique que recevait son partenaire, et qui l’avertissait du nom de la lettre choisie pour la transmission. La difficulté alors insurmontable d’établir le synchronisme entre deux stations éloignées fit abandonner ce procédé.
- La compagnie fut récompensée de son zèle pour la propagation du télégraphe, car on peut dire que le télégraphe sauva l’empire anglo-indien, lors de l’insurrection des ci-payes.
- M. Todd, directeur du bureau de Dellis, fut massacré par les insurgés, et ses lignes furent coupées. Mais avant.de périr il avait eu le temps de transmettre la nouvelle de la révolte aux autorités de Peschawer et de Meerut. Celles-ci réunirent les cipayes sous prétexte d’une parade et les mirent sous le feu des canons anglais chargés à mitraille. Quand cela fut fait, on leur intima l’ordre de déposer sur le champ les armes, sous peine d’être exterminés. Les cipayes obéirent, et, limitée par ce hardi coup de force, l’insurrection fut vaincue.
- Imprimeur-Gérant ; V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Electrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- Lumière Electrique
- Journal universel dyÉlectricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XLI)
- SAMEDI 22 AOUT 1891
- No 34
- SOMMAIRE. — Les lampes à arc; Gustave Richard. — Equations réduites pour le calcul des mouvements amortis ; P. Curie.
- — L’éclairage électrique à Paris; Frank Géraldy. — Recherches récentes sur les radiations électromagnétiques; C. Raveau.
- — Chronique et revue de la presse industrielle : Le télégraphe souterrain de Dresde à la frontière bavaroise, d’après M. Biliig. — Eclairage électrique de « La Touraine ». •— Sur le transport de la force au moyen de courants alternatifs à plusieurs phases (courànts rotatoires), par M. von Doüvo-Dobrowolsky. — Plomb de sûreté Slater. — Trieur électromagnétique Finney. — Bain électrométallurgique Hoepner. — Revue des travaux récents en électricité : Expériences sur la décharge électrique dans des tubes vides. — Méthode pour la mesure de la résistance d’un accumulateur ou d’une lampe à arc en fonctionnement, par M. Ç. Boccali.—. Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par N. Tesla. — Influence de l’aimantation sur les propriétés thermo-électriques du fer et du nickel, par M. P. Bachmetiev. — Faits divers.
- LES LAMPES A ARC C)
- Le projecteur de M. Brewer Word représenté par les figures i, 2 et 3 est remarquable par de nombreux détails de construction ingénieux.
- L'ensemble du projecteur est monté sur un support A, que l’on peut faire tourner autour de son axe vertical par le volant H2, et cet axe creux laisse passer un arbre 1, pourvu d’une manette I2 et d’un train d’engrenage L, qui permet de faire osciller le projecteur autour de ses tourillons b b au moyen de la transmission L2 O. La manette 12 peut se fixer au moyen du cliquet Q dans les encoches du volant H2, de manière à maintenir l'inclinaison du projecteur invariable pendant qu’on le tourne autour de son axe vertical.
- La transmission du courant s’opère par des couronnes de contact : de pour l’aller, f?2c2pour Ie retour, fixées au haut de la colonne du projecteur dans une masse isolante.
- Les porte-charbons positif C et négatif Ct sont conjugués par des cordes ii' sur la poulie différentielle 00', et leurs poids tendent constamment à les rapprocher, mais avec une très faible force. Le moteur principal est un poids W, dont l’action
- C) La Lumière Electrique du 24 janvier 1 Sgi.
- est indépendante de l’inclinaison du projecteur, et qui commande le porte-charbon C par un mouf-flage tf, disposé de manière qu’il tende constamment à l’abaisser vers le charbon Q.
- Le régulateur se compose d’un électro-aimante, en série sur le circuit, et dont l’armature D2 commande un levier E2, mobile autour d’un axe F2 et porteur d’un train différentiel aboutissant d’une part à la crémaillère du porte-charbon C et d’autre part à l’étoile H2.
- Dès que le courant passe, l’attraction de D2 sépare les charbons et amène l’étoile H2 sur la butée R, de manière à l’immobiliser ainsi que les charbons; puis, l’arc une fois amorcé, si sa résistance augmente, l’intensité baisse en m, D2 laisse H2 se déclencher de R et les charbons se rapprocher de la quantité nécessaire pour ramener l’arc à sa valeur normale.
- Lorsqu’on incline le projecteur, l’action très faible du petit excédant de poids du porte-char-bon Q sur C diminue, et leurs frottements augmentent; bien que réduits par l’emploi des galets guides ss, ces frottements sont à peu près équivalents au poids entier de l’armature D2. L’action du poids moteur W reste, au contraire, invariable.
- Dans la lampe différentielle Jappy représentée par les figures 4 et 5, le moteur est le poids du J gros charbon positif supérieur, mouflléau charbon
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- négatif par l’intermédiaire d’un mouvement d’horlogerie i. L’amorçage de l'arc s’opère par l’électro-aimant à gros fil r i, monté en série sur le circuit, dont le courant entre dans l’électro-aimant par le contact 13, q,ui le suit dans ses déplacements, traverse les charbons et l’arc, et sort par la tige 6a, et le contact fixe 13». L’autre tige 6 est isolée en 8. Le réglage s’effectue ensuite par l’électro en déri-
- vation 16, qui déclenche le mouvement d’horlogerie, et permet aux charbons de se rapprocher dès que la résistance de l’arc augmente. Un échappement 20 déclenche complètement le mécanisme avant l’usure complète des charbons. L’électroaimant circulaire n, très puissant sous un faible volume, a son noyau fendu pour éviter les courants de Foucault. L’arc est enveloppé d’un petit
- Fig. 1 et 2. — Projecteur Brewer-Ward (1890).
- globe de 60 millimètres de diamètre", destiné à protéger la lampe de la chaleur. Les débris de charbons sont recueillis sur une coupe en verre 26.
- Lorsqu’on marche avec des courants alternatifs, le charbon supérieur est soulevé non plus directement par l’armature 12 de l’électro-aimant 11, mais par un ressort 27 (fig. 5), que cette armature déprime, au contraire, en rapprochant les charbons dès que l’électro-aimant la laisse tomber. L’armature 12 est donc indépendante du porte-charbon
- ~ J--------- , - Ô
- -O------TSF*1
- >upe diamétrale, verticale et détail du mécanisme.
- supérieur, dont la stabilité n’est plus alors troublée par les oscillations du courant alternatif.
- La lampe de M. W. Easton est régularisée par trois électro-aimants OJ et H (fig. 6, 7 et 8) disposés sur le circuit px Pt comme l’indique la figure 8. Le charbon supérieur C est actionné par le pignon d d’un train d’engrenages dont le châssis, pivoté en e, porte les armatures h et 1 des électros H et J, ainsi que la roue d’échappement D; Lorsqu’il ne passe pas de courant, le poids de
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- l’armature I soulève la roue D en prise avec son échappement. Dès que le courant passe, pour l’amorçage de l'arc, il suit le circuit de faible résistance [/»,, i, oup, 4, j,pz\ de sorte que l’élec-tro J attire son armature et déclenche en l’abaissant la roue D, jusqu’à ce que les charbons viennent au contact et complètent le circuit par o2. L’électro-aimant O, qui se trouve ainsi excité, attire alors son armature ou et rompt en p la dérivation de J, qui lâche aussitôt son armature, dont le poids renclenche D, relève C et amorce l’arc.
- Fig. 3. — Projecteur Brewer-Ward. Vue de face.
- Dès que la résistance de l’arc augmente, le courant dérivé par o3 sur l’électro à fils fins H rapproche de nouveau les charbons.
- L’échappement L est fixé par des vis à longs trous £2 (fig. 7) qui permettent d’en ajuster la position au voltage voulu.
- Quand on veut manipuler les charbons, il suffit de relever par la tige N, à bayonnette % nz, l’armature 1, de façon à déclencher l’échappement pendant toute la durée de la manipulation.
- M. Ahester a récemment breveté une lampe d’une extrême simplicité représentée par les figures 9 et 10. Le régulateur est constitué par un électro-aimant monté en série sur le circuit, dont l’armature, stabilisée par un dashpotjia, porte une tige qui, dès l’arc amorcé par la levée du charbon I
- supérieur, l’immobilise en serrant par le frein 37 la chaîne de suspension des deux porte-charbons.
- Fig. 4 et 5. — Lampes Jappy (1890).
- Fig. 6 et 7. — Lampe Easton (1S91).
- Le frein 37 consiste en un excentrique pivoté sur un levier dont le ressort cède, lors de l’amorçage de l’arc, à la levée de l’armature, de manière à en-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- traîner Ja poulie 27 par le serrage du frein et à séparer les charbons. Dès que la résistance de l’arc
- x Fig. 9 et 10. — Lampe Akester (1891).
- augmente, le frein lâche la poulie 27 et les charbons se rapprochent par leur poids:action réglée par la charge 10 du charbon supérieur.
- La lampe de M. Brokie, représentée par la figure 11, est remarquable par la simplicité etla solidité de sa construction et par la facilité avec la-
- Fig. 11. — Lampe Brokie ù charbons multiples (1891).
- quelle elle se prête à l’emploi de charbons multiples. Le mécanisme de régulation quelconque est renfermé tout entier dans le haut E d’une enveloppe télescopique en deux parties EF, ce qui
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- permet d’y avoir facilement accès, tout en le maintenant tout à fait abrité en temps ordinaire. Le globe de la lampe est fixé par une embase J à deux tiges 11, guidées par les tubes G, qui portent le croisillon H, auquel le support K du globe est assujetti par une clavette qu’il suffit de tourner de manière à la faire passer dans un trou allongé de K pour abaisser le globe de la longueur des tiges 1. Le porte-charbon supérieur L est guidé par le tube R sur la tige fixe M, protégée des gaz de la combustion par un tube-enveloppe N, assujetti
- Fig. 12 à 15. — Buchanan (1891). Lampe à secteurs.
- entre les plateaux B et C. Le porte-charbon inférieur P est guidé par ces deux plateaux. Les deux porte-charbons sont suspendus aux poulies Q d’un même axe, de manière, à s’équilibrer plus ou moins sur le mécanisme régulateur.
- M. L.-H. Buchanan a récemment proposé de revenir, pour les lampes à longue durée, à l’emploi des charbons en disques sous la forme représentée par les figures 12 à 15, de deux secteurs LL', pivotés autour de leur centre l2, et laissant l’arc jaillir entre leurs arêtes II’. Ces secteurs, fixés aux bras K et K', sont constamment rapprochés, par l’intermédiaire du train d’engrenages H, au moyen du ressort en spirale E. L’amorçage de l’arc se fait
- par l'électro-aimant A, en série sur le circuit, et qui attire son armature C autour de c’ de manière qu’elle repousse la roue D, à jante de caoutchouc d dans le sens de la flèche, en écartant ainsi, par le train H, les deux charbons, malgré le ressort E. Une fois l’arc amorcé, la régularisation s’opère au moyen de l’électro en dérivation B, qui, aussitôt que la résistance de l’arc augmente, attire C de manière à lui faire lâcher la roue D, jusqu’au rapprochement suffisant des charbons.
- La lampe est, en outre, pourvue d’un coupe-circuit très simple, représenté par la figure 15. Tant que l’électro B fonctionne, le courant principal passe de l’électro A aux charbons; mais, dès que B
- Fig. 16 et 17. — Coupe-circuit Warburton (1890).
- vient à manquer, et cesse, par conséquent, d’attirer, malgré son ressort, la dent b2 du coupe-circuit, cette dent vient au contact de la barre métallique A', et le courant passe .directement hors de la lampe par la dent a2, toujours attirée vers A, son ressort ait en contact avec A', la barre A', la dent b2 et le fil b3.
- Le fonctionnement très simple du coupe-circuit de M. IVarburton se comprend presque à l’examen seul des figures 16 et 17. Dès que le déclic g, convenablement relié au régulateur, s’abaisse au dessous de la limite prévue, le doigt c, rappelé par le ressort e, met la lampe en court circuit par les pièces a et/, reliées respectivement aux bornes positive et négative de la lampe. On rétablit ensuite le système dans sa position primitive en tirant b avec une corde.
- Le montage des lampes de M. Shepard, repré-
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- -----------------------------------------------------
- senté par la figure 18, est particulier. 11 a pour objet de régulariser une ou plusieurs lampes c réglées en dérivation, par une lampe b réglée en série.
- . On voit en effet, d’après la disposition des connexions indiquées en figure 18, que dès que le courant cessera de passer par l'arc a de la lampes, régularisée par l’électro en dérivation ce', le res-
- sort j, cessant d’être tendu par l’attraction de l’élec-tro e sur son armature//', rompra en hh' le circuit de c, de manière à lui éviter tout accident. En outre, en marche normale, la lampe b servira de régulateur à c, ou, plus exactement, de protecteur contre les brusques variations de tension du circuit. On a supposé sur la figure 18 deux lampes régularisées par des moteurs soumis à des relais
- Fig. i8. — Montage Shepard.
- montés l’un, b, en série, et l’autre, c, en dérivation. Ce montage, applicable aux lampes disposées en séries multiples, c’est-à-dire en séries parallèles de trois ou quatre, est surtout avantageux pour les circuits sujets à des chutes de potentiel fréquentes et assez grandes pour compromettre la marche de toutes les lampes; tandis qu’avec cette disposition elles n’ont d’effet sensible que sur la lampe b.
- Gustave Richard.
- ÉQUATIONS RÉDUITES
- POUR LE
- CALCUL DES MOUVEMENTS AMORTIS (*)
- Dans le problème de la décharge d’un condensateur, on voit qu’en diminuant la capacité sup-poséevd’abord très grande on diminue la durée de la décharge, qui est tout d’abord apériodique.
- Pour une capacité suffisamment faible du condensateur, la décharge devient oscillante, et si la capacité diminue encore, la durée des oscillations sera de plus en plus courte. La capacité et la durée d’oscillation tendent à la fois vers zéro. 11 faut remarquer que la durée de la décharge complète et définitive du condensateur décroît lorsque la capacité décroît tant que le mouvement est apériodique; mais lorsque le mouvement devient oscillatoire, il n’y a bientôt plus ni bénéfice ni perte dans la durée de la décharge, lorsque la capacité diminue.
- La durée d’oscillation diminue, mais le décrément diminue en même temps, et, finalement, on a un plus grand nombre d’oscillations moins amorties qui mettent le même temps à s’éteindre.
- Les calculs qui précèdent ne s’appliquent plus lorsque les capacités sont excessivement faibles, mais nous pouvons cependant, en les supposant exactes, nous en servir pour nous faire une idée approximative de ce qui se passe dans ce cas.
- On voit que dans un condensateur de capacité très faible, une bouteille de Leyde, par exemple, les oscillations doivent être excessivement rapides, mais elles doivent s’éteindre en un temps tout à fait comparable au temps nécessaire à la décharge complète d’un condensateur de capacité
- (D La Lumière Electrique du 15 août 1891, p. 307.
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- beaucoup plus grande (un microfarad par exemple). Par conséquent, le nombre d’oscillations avant extinction complète doit être aussi considérable.
- TABLEAU ViU.
- nt — 71 nt e — 2 TC nt e
- 0,00 065 010 02 03 04 °l 06 °7 1,00000 0,96905 93910 9iocs 88190 - il££ 80269 1,0000 0,96908 939-0 88191 82820 73040 64416
- 08 77775
- 09 75770
- 10 73040 53350
- 12 68593 4705,
- 15 02422 38906
- 7 58620 34365
- 20 53350 28462
- 22 50100
- 25 45593 20788
- 27 42816
- 30 38967 ’5'«3
- 32 36593
- 35 33301 I lOÇO
- 37 31273
- 40 28462 08100
- 42 26787
- 45 24323 05916
- 47 22844
- RO 20789 04321
- R2 19521
- 55 1776s 03156
- 57 16683
- 60 15181 O23O R
- 63 13818
- 65 12977 01684
- 67 12186
- 70 I lOÇO 01230
- 72 10414
- 75 09478
- 77 08001
- 80 08100 00656
- 8s 06923
- 87 06502
- 90 GS9I7 OO35O
- 92 05556
- 95 ORO^Ô
- 97 04748
- 1,00 0^322 00186
- Le tableau Vlll donne les valeurs des ordonnées de la courbe exponentielle e—**nt pour diverses valeurs de nt'. On peut dire que ce tableau donne la loi unique suivant laquelle s’éteint l’amplitude des oscillations lorsque le mouvement est oscillatoire.
- Le tableau IX est une transformation du tableau Vil; il donne les temps réduits nécessaires
- pour le retour définitif du système oscillant à
- —1-, —, —?—près de l’élongation ini-10 100 1000 10000
- tiale pour divers degrés d’élasticité; il donne en^ core le temps nécessaire pour la décharge d'un condensateur pour diverses valeurs de la capacité et aux mêmes fractions près de la charge initiale.
- TABLEAU IX. — Temps réduit nécessaire pour amener la déviation au — , ——, —i—, —!— de P élongation initiale 107 100 IOOO7 10000 0
- pour divers degrés d’élasticité.
- nb , 1 na = — 10 net' — 100 , r noc= 1000 , I «x = J 0000
- 0 oc oc oc oc
- 0,01 7330 14650 22000 29300
- 0,05 292 585 878 1172
- 0,10 73,2 146,2 219,1 292,0
- 0,166 26,25 52,5, 78,6 104,7
- 0,250 11,628 6,486 23,16 34,68 46,2
- 0,333 12,90 5,560 19,29 25,68
- 0,500 2,826 1.53» 8,30 ",04 5,85
- 0,666 2,975 4,43
- 1 ,coo *3 033 0,619 0,576 1,058 o,954 1,478 1,276 1,862
- 1,414 0,300 o,745 1,155 1,46
- 2 o,375 0,694 I, 10*
- 4 °»33i 0,732* 1,10* 1,46*
- IO 0, 366 o,732* 1, 10* 1,46*
- 00 0,366 0,732 1,10 1,46
- Les différentes courbes de la figure 9, donnent en ordonnées les temps du tableau IX en fonction de nb, pris en abscisse pour un retours — , — , ——, —-— près de la déviation 10 IOO IOOO 10000/
- initiale.
- On voit que le temps nécessaire pour l’arrêt décroît quand nb augmente et tend à prendre une grandeur constante, qui est déjà pratiquement atteinte pour nb = 1,2. Nous rappellerons que nb est proportionnel à la racine carrée de l’élasticité (c) du système matériel ou à l’inverse de la racine carrée de la capacité du condensateur.
- Cas où l'on change l’inertie du système.
- Considérons maintenant le cas où l’inertie du 1 système prend diverses valeurs; la force élastique
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- et le coefficient d’amortissement restent les mêmes.
- Pratiquement, cela répondra, par exemple, au cas où, toutes choses égales d’ailleurs, on alourdira la partie mobile d’un appareil oscillant. Dans le problème des oscillations électriques, ce sera le cas où la self-induction varie seule dans le circuit.
- Les quantités a et b considérées, précédemment sont toutes deux variables, et il convient de chan-
- nt
- !ï nT
- Fig. 9. — Temps réduit nécessaire pour amener la déviation au i/'io, au 1/100, au 1/1000, au 1/10000 de la déviation initiale pour divers degrés d’élasticité.
- ger de notations pour faire une discussion facile. Soit l’équation
- S m r*
- dî a da ~dn + V dt +
- ci = o,
- Posant
- 2 S m r*
- r
- on a
- = p»
- . ds a
- * JT»
- 1 J* .
- + 2 J/ + P“ = °-
- (3»
- (32)
- i croît proportionnellement à l’inertie du système et p est au contraire invariable.
- Dans le problème des oscillations électriques, on a :
- d?q d /»
- t
- O
- On pose ici
- 2 L
- R ' RC = ^
- et on a une équation analogue à (32), soit
- . d* q , dq
- * dt* + 2 JT + P^0-
- (33)
- C34'»
- On peut obtenir facilement les équations du mouvement dans les divers cas.
- On a du reste les relations
- a ~ 7’ b = \Jl’ P ”7- 05)
- Etablissons les équations réduites.
- 0 étant une quantité constante, nous nous en servirons pour former les unités à employer, p a les dimensions de a et de b, c’est-à-dire celles de l’inverse d’un temps. Nous prendrons alors comme
- 27T
- unité de temps —. On a, pour le temps réduit
- 2 7t 2n'
- P
- De cette façon l’équation réduite du mouvement critique sera la même que dans les deux cas considérés précédemment.
- p ayant les dimensions de -X-, nous prendrons
- — comme unité pour exprimer/ sous forme ré-
- P
- duite.
- On aura :
- . i
- m 1= - = p 1.
- 1 r
- P
- ni caractérise l’inertie et peut être appelé le degré d’inertie du système. Enfin, on pose comme antérieurement
- Les équations réduites peuvent alors s’écrire comme il suit, en prenant toujours les mêmes conditions initiales que précédemment.
- Les équations se rapportant aux cas suivants:
- ni = o, îh‘<i, h* = 1, ni > 1, ni = x>
- 11a = e
- — 7r nt"
- (36)
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- 359
- [(' +7é^)‘
- /-------. 27C
- 4- V ! — Ht —~ Ht 1 y tu
- <37)
- -v~
- ,, — nt’ 1 )/( |
- — 2n «r . .
- 11 0 = c (1 + 2n ut )
- — —. nt" f l --------2 ic A
- ; = e ni I cos ly/in — 1 —. «* J
- (38^
- (39)
- + Æfr7*‘"('/"'-,n"r)]
- V:
- «a = !
- (40;
- Enfin il convient de se rappeler que l’on a, pour les oscillations matérielles,
- 4 c S ni r* ni = p.» = ---^-----
- et l’unité de temps — =
- P c
- Pour les oscillations électriques, . _ 4 L
- m — p t — R2 c
- et l’unité de temps— = ttRC.
- P
- Les relations numériques et les courbes pour ce troisième système peuvent être facilement déduites des tableaux numériques établis pour le premier système d’équations réduites que nous avons considéré.
- On a en effet :
- ni — p i
- _L
- a* 5=3 na*9
- ni" «
- = .elî^ = ,,t
- 27C 271
- — nf
- 1
- na
- Ainsi, étant donné le tableau numérique relatif à une courbe no. fonction de nt pour le degré d’amortissement na, il faudra multiplier la colonne
- des temps réduits nt par pour avoir les temps
- réduits «f' du troisième système d’équations pour les mêmes valeurs de no.
- Le degré d’inertie ni correspondant à cette courbe sera donné par
- On voit que pour une inertie nulle, le système prend un mouvement représenté par une courbe exponentielle (courbe 1, fig. 10, équation(36), tableau Vlll) dans laquelle la vitesse va constamment en diminuant. Ce cas limite ne peut jamais être réalisé, puisque l’inertie d’un système ne peut jamais s’annuler complètement; il est, du reste, en opposition avec la condition initiale que nous nous sommes donnée d’avoir une vitesse nulle au temps zéro.
- Mais, pour un degré d’inertie très faible, on peut se rapprocher autant que l’on voudra de cette courbe exponentielle. La vitesse dans ce cas sera nulle à l'origine, mais au bout d’un temps très court la vitesse aura déjà fortement varié, la courbe aura passé par un point d’inflexion, et à partir de cet instant elle se développera en affectant presque exactement l’allure d’une simple courbe exponentielle.
- Pour des degrés d’inertie allant en croissant, la première portion de la courbe s’accentue, le point d’inflexion ayant lieu de plus en plus tard. Le mouvement apériodique, tant que ni < 1, passe par le mouvement critique (courbe V), puis devient périodique pour ni > 1 (fig- h).
- Le degré d’amortissement décroît quand l’inertie prend des valeurs de plus en plus grandes, et le rapport de deux élongations successives, d’abord infini pour w = 1, tend vers l’unité pour ni tendant vers l’infini.
- La durée d’oscillation passe par un minimum pour une certaine valeur de l’inertie. On a, en effet, pour la pseudo-période réduite ni":
- Cette quantité, d’abord infinie pour ni = 1, passe par un minimum pour ni = 2, pour croître de nouveau vers l’infini lorsque ni tend vers l'infini.
- L’inertie donnant le maximum de vitesse pour les oscillations est donc caractérisée par
- m = 2
- soit
- soit
- I
- y = 21,15.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- courbe (w = 2) fig. (n). C’est, comme on voit, I teindre au bout de peu d'oscillations; donc, pra-un mouvement déjà très amorti et tendant à s'é | tiquement, pour des oscillations qui ne sont pas
- Fig. 10. — «« fonction de ni" pour diverses valeurs de l’inertie.
- Fig. 11. — na fonction de nt" pour diverses valeurs de l’inertie.
- excessivement amorties, la durée d’oscillation augmente avec l’inertie du système.
- On voit figure 10 que tant que l’on a ni < 1 les
- diverses courbes s’écartent peu les unes des autres; il en résulte que la marche d’un instrument est peu influencée par la valeur de l’inertie tant
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- que celle-ci est inférieure à une certaine valeur correspondant kni = i.
- Le temps nécessaire pour amener l’arrêt de l’instrument (ou la décharge du condensateur) à
- —, —— près de l’élongation primitive est 10 ioo iooo
- Fig. 12. — Temps réduit nécessaire pour amener la déviation au i/io, au i/ioo, au i/iooo de la déviation initiale pour divers degrés d’inertie.
- donné tableau X et figure 12 pour diverses valeurs attribuées à ni.
- On voit que le minimum de temps a lieu pour un mouvement voisin du mouvement critique pour lequel ni = 1.
- Mais il n’y a pas de grosse perte de temps lorsque ni est compris entre 0 et 2. Ainsi pratiquement, il importe peu au point de vue de la rapidité des lectures de donner une valeur déterminée à l’inertie pourvu que l’on ait ni < 1.
- Pour des valeurs plus grandes de ni, la durée pour l’arrêt va en augmentant et tend vers l’infini lorsque ni tend vers l'infini.
- La figure 10 donne les courbes «a fonction de nf relatives aux degrés d’inertie suivants :
- Courbe 1 ni = 0
- Courbe II ni = - = o,m,
- 9
- Courbe III ni = i = °>25>
- Courbe IV ni = o,4d4,
- Courbe V ni = |.
- Les courbes figure 11 représentent nu fonction de nf pour ni égal à i, 2, 8, 16.
- Nous rassemblerons finalement les formules et les relations nécessaires pour l’interprétation des tableaux et des courbes que nous avons donnés.
- ÉQUATION DIFFÉRENTIELLE DU MOUVEMENT
- d t
- a , d a ii + 2a
- dt
- + bx a
- o.
- TABLEAU X. — Temps réduit nécessaire pour amener la déviation au —, au —, au —-—, au -A-— de la
- IO 100’ 1000/ 10000
- déviation initiale pour divers degrés d'inertie
- ni * * 11 a = — 10 1 ”” 100 I I OOO I 10000
- 0 o,73î 1,466 2,20 2,93
- 0,0001 0,733 1,465 2,20 2,930
- 0,0025 o,73i 1,463 2,195 2,930
- 0,0100 0,732 1,462 2,191 2,92
- 0,0276 0,729 1,460 2,187 - 3,91
- 0,0625 0,727 1,448 .2,168 2,89
- 0, i n 0,721 . ',433 2,143 2,85
- 0,250 0,706 1,59° 2,075 2,76
- 0,444 0,684 1,322 !,962 2,60
- 1,000 0,619 1,058 ',478 1,862
- 1,070 2 4 0,614 0,600 1,500 1,017 1,490 2,778 1,360 2,310 4,40* 5,86*
- 16 5,206 11,72* 17.6’ 23.44*
- 100 36,6* 73,2’ 1 10* 146*
- 00 00 00 00 00
- Cas du mouvement autour d'un axe d'un système matériel.
- d* a. du.
- + Y_ 4 ra = 0)
- ____Y
- 2 ü m r* ’
- b* = —, il m r*
- Cas du mouvement de l'électricité dans le circuit de décharge d'un condensateur.
- diqtV>dq I L -dt* + Kdl + c‘? = 0’
- R 72 1
- ? = “ = ^ =rT-
- C L
- Conditions initiales :
- pour t = o u = u0
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- i” Système d'équations réduites (amortissement ou résistance électrique varient).
- im
- na
- a
- a0
- a
- b :
- _ Ç <?/
- _r_________
- \/ 2 r
- 111
- T..-
- R %/C
- 2v/T’
- Unité de temps T„ période du mouvement non amorti. : n \/S m r%
- T» = V =
- v'C
- = 2 iî \/C L
- T = pseudo période, m pseudo période réduite, in
- Y = —2 = décrément, X = log nep r, décrément logarithm. ai .
- 2m- Système d’équations réduites (force élastique ou capacité électrique varient), a ? a°
- a 11 a a t
- lit' =» — = «a «r.
- 2 7C
- . 2 7t 4 ir 2 w r2 4 it L
- Unité de temps — = -----------------— = —.
- o y R
- 3"' Système d'équations réduites (inertie ou self-induction varient).
- .d*u du
- + 2 + P a = °>
- d
- 2 2 m r
- d t 2 L "R
- “TT» P =
- CR’
- = p' “
- ut" = — = — 11t.
- 2 TT «fl
- Unité de temps — = — = « C R.
- P c
- P. Curie.
- L’ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE A PARIS (J)
- LE SECTEUR V. POPP.
- Nous avons dit que les batteries d’accumulateurs installées dans les sous-stations du secteur Popp remplissaient les fonctions de réservoirs d’emmagasinement et de source de distribution. Elles pourraient rendre ces deux services à la fois,
- (i) La Lumière Electrique du 8 août 1891, p. 252.
- et c’est ce qui a lieu dans l’usage qui est fait de ces appareils au secteur de la Société d’éclairage. Au secteur Popp la disposition est différente; on a considéré qu’il pouvait y avoir inconvénient à laisser la batterie en série sur le circuit de charge à haute tension, tout en prenant en dérivation à ses bornes le circuit de distribution. Avec ce dispositif, la différence de potentiel sur la distribution est bien déterminée seulement par la force électromotrice de la batterie, et par conséquent présente la valeur régulière; mais le circuit de distribution participe tout entier au potentiel absolu auquel la batterie est portée; celui-ci peut être élevé en sorte que les lampes et toutes les parties découvertes de la distribution donne-raientau contactdes secousses violentes qui pourraient n’être pas sans danger.
- 11 est donc bien préférable que la batterie, lorsqu’elle distribue, soit entièrement coupée du circuit de charge. Il convient cependant de se ménager la possibilité d’employer les machines à vapeur, même pendant les heures d'éclairage ; cela peut devenir indispensable pendant les longues nuits d’hiver. Pour cela, on a placé dans chaque sous-station deux batteries, dont l’une peut être laissée en charge pendant que l’autre est en décharge.
- En réalité, on ne peut guère se dispenser de donner aux machines à vapeur quelques heures d’arrêt par jour; on place ce repos à l’heure du plus grand éclairage; à ce moment on couple les deux batteries du circuit de charge et on les met ensemble sur la distribution.
- Les batteries ont été fournies parla Société pour le travail électrique des métaux; ce sont des accumulateurs dont la fabrication a, comme on lésait, pour point de départ la réduction du chlorure dé plomb fondu en plomb spongieux. La Société a garanti une capacité utile de quatorze watts-heures par kilogramme de plaque, la charge étant opérée à raison de 0,7 ampère par kilog. de plaque et la décharge à raison de 0,8 ampère en moyenne et 1,5 au maximum par kilog. de plaque. Le rendement mensuel garanti est de 72 0/0.
- Pour atteindre et assurer ces bons résultats, on a apporté un grand soin dans l’installation et on observe pour la charge des procédés très bien réglés.
- Pour l’installation, on a contrôlé très exactement l’étanchéité des bacs, puis on a posé chacun d’eux sur quatre isolateurs de porcelaine formant
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- un godet rempli d’huile lourde de pétrole. Ces isolateurs reposent sur des madriers goudronnés qui sont eux-mêmes supportés par une nouvelle série d’isolateurs à godets remplis d’huile isolante. Dans les manœuvres de nettoyage ou de changement de liquide, on évite tout répandage.
- A cet effet, toutes les manœuvres de liquide sont opérées par l’intermédiaire d’un bac fermé qui peut être mis en communication avec de l’air comprimé, ce qui permet de refouler les liquides dans la direction qu’on désire sans transport ni déversement à l’air.
- Pour la charge, il a été reconnu nécessaire pour la bonne marche de l’usine, comme pour le bon rendement des accumulateurs, de régler avec beaucoup de précision la quantité d’énergie qui leur est restituée à chaque recharge, de façon à rie pas dépenser à l'usine de travail inutile, et à ne pas verser dams la batterie des quantités d’électricité qui ne feraient que nuire. Après divers essais, on a décidé de ne pas s’en rapporter aux moyens connus de déterminer l’état de charge de la batterie; la densité du liquide est un élément trop difficile à apprécier, d’ailleurs souvent trompeur; le bouillonnement est un indice très incertain. Le voltage serait meilleur, mais il est difficile d’obtenir des surveillants qu’ils suivent sa marche avec assez de sollicitude pour déterminer le moment précis où il atteint la limite où il faut s’arrêter; d’ailleurs, une différence d’une fraction de volt, une erreur de l’instrument peut suffire à tromper très notablement. Une seule méthode a paru certaine : constater ce qui est sorti de la batterie et le lui restituer avec une majoration d’un quart environ.
- Pour y arriver, chaque station est pourvue d’un appareil enregistreur: c’est en somme un compteur du système Cauderay dont l’aiguille munie d’un crayon se meut au-dessus d’un cylindre qui fait un tour en 24 heures.
- Tous les jours, ou plutôt toutes les nuits, après le grand éclairage, soit vers 1 heure du matin, des messagers montés sur des vélocipèdes font le tour des stations, recueillent les feuilles d’enre-gistrernen* t les apportent à l’usine centrale. On fait aussitôt l’intégration des courbes avec un pla-nimètre, en sorte que vers 2 heures du matin on sait ce qu’on doit restituer à chaque poste. On établit alors un horaire généra! indiquant à quelle heure chacune des sous-stations doit se mettre .en ligne et en sortir. On distribue le travail afin de rendre aussi avantageuse que possible la mar-
- che des machinés génératrices; les ordres sont reportés aux stations et la charge commence vers 3 heures du matin. La marche la plus longue prévue est de 16 heures; elle se termine donc au plus tard vers 7 heures du soir.
- La manœuvre des batteries s’opère suivant les phases suivantes. Sur les deux batteries A et B d’une station, supposons la batterie A en charge, la batterie B en décharge. Il s’agit de modifier cet état de choses et, par exemple, de relier la batterie A à la batterie B.
- On commence par mettre en dérivation sur la batterie A un rhéostat; on diminue peu à peu ce rhéostat, puis on isole la batterie ; on achève de supprimer le rhéostat : les câbles de charge sont alors directement reliés à travers le poste, qui est hors circuit. On relie ensuite les batteries.
- Pour mettre une batterie en charge, on fait les mêmes opérations en sens contraire.
- Ces diverses opérations se font à l’aide de trois tableaux spéciaux dont il sera bon de dire quelques mots.
- Le tableau représenté figure 1 reçoit les lignes de haute tension. 11 porte deux bras mobiles diamétraux rectangulaires. Ces bras sont terminés par des pièces métalliques flottantes qui appuient à la fois sur les secteurs continus placés sur la circonférence extérieure et sur les plots disposés sur la circonférence extérieure. Ces communications électriques se font ainsi sans passer par l’axe du commutateur.
- 11 ne paraît pas utile de détailler la manœuvre de cet appareil ; chaque plot portant l’indication de la direction qu’il dessert, on verra aisément comment les différentes positions des bras mobiles mettent les lignes de haute tension sur l’une ou sur l’autre batterie, ou bien en court circuit.
- On remarquera cependant un plot qui porte le mot onduleur. 11 s’agit d’une disposition qui n’a pas été réalisée jusqu’ici, mais qui peut l’être un jour.
- Elle a été imaginée afin de pouvoir utiliser la ligne de charge directement à l’éclairage sans faire usage des batteries, qui sont supposées utilisées de leur côté. Pour arriver à ce résultat, il fallait surmonter un obstacle : le courant de charge passe sous un potentiel de 2400 volts, et il faut le distribuer à no; une détente, ou, comme nous disons improprement, une transformation est nécessaire.
- On sait que le courant continu ne possède pas de transformateur simple; il n’en est pas de
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- même du courant alternatif, qui permet la transformation par induction. 11 s’agissait donc de passer du courant continu au courant alternatif, ou, au moins, à un courant assez ondulé pour produire l’induction. M. Solignac. l’ingénieur de la
- Société Popp, a imaginé pour cela un appareil spécial qu’il a nommé onduleur. Ce n’est pas ici le lieu de décrire cet organe qui, nous le répétons, n’est pas encore appliqué; nous y reviendrons à part; nous nous contentons aujourd’hui
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- Fig. i. — Tableau des lignes à haute tension. 1. N" i et 2 en court circuit. — 2. N* 1 sur accumulateurs. N* 2 en court circuit. — 3. N" 2 sur accumulateurs. N" 1 en court circuit. — 4. N" 1 et 2 en court circuit. — 5. N* 1 sur accumulateurs. N" 2 en court circuit. — 6. N* 1 en court circuit. N" 2 sur accumulateurs.
- d’indiquer la possibilité de son emploi futur. Le tableau de commutation figure 2 sert aux manoeuvres de batterie; il réalise successivement les diverses phases énumérées ci-desus. 11 porte, comme le précédent, deux bras rectangulaires avec frotteurs de communication.
- Supposons ces bras dans la position A B C D.
- On voit que les frotteurs A et B envoient le courant de charge dans les batteries; les frotteurs C et D sont sur des plots nuis. Faisons tourner le système de droite à gauche, en sens inverse des aiguilles d’une montre; les frotteurs C et D réunissent les fils de charge l’un à l’autre, mais d’abord avec interposition d’une résistance. Lors-
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- qu’on a tourné d'environ 450, les frotteurs A et B quittent les lignes de charge, la batterie est isolée, les fils de charge sont reliés à travers une faible résistance; quand on a tourné d’environ
- 90°, les bras arrivent à la position A’ B’ C’ D'| les frotteurs A’ et B’ mettent la batterie sur les câbles de décharge, les frotteurs C’ et D’ réunissent les fils de charge en court circuit.
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- Fig. 2. — Tableau de manœuvre des accumulateurs.
- Le tableau de commutation figure 3 relie les lignes d'abonnés aux batteries. 11 porte également deux bras rectangulaires, mais il conduit deux lignes de distribution. Le fonctionnement se comprend de lui-même.
- Les lignes de distribution sont rattachées aux secteurs intérieurs; les plots disposés sur la cir-
- conférence extérieure permettent de les relier avec l’une ou l’autre des batteries, ou avec les transformateurs quand ils seront installés.
- Deux compteurs J J, du système Cauderay, totalisent le débit et permettent de contrôler les relevés pris chez les consommateurs. Des plombs fusibles intercalés assurent la sécurité.
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- Nous avons dit en décrivant le système de canalisation qu'il n’y avait pas de régulation spéciale sur les circuits d’abonnés; il y a seulement une régulation générale; les éléments des batteries sont reliés à un réducteur général à contact glissant semblable à ceux de la Société d’éclairage ; cet organe permet de maintenir le voltage total
- de la batterie à la valeur nécessaire à la charge et à la décharge, en introduisant ou retirant les éléments du circuit à mesure que la force électromotrice varie.
- Toutes les sous-stations sont disposées d’une manière identique ; cette similitude permet de donner des instructions générales et simplifie la
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- Fig. 3. — Tableau pour deux circuits d’abonnés.
- marche en la rendant plus sûre. On y observe une scrupuleuse propreté et un ordre exact, conditions d’un service régulier et satisfaisant.
- Nous n’avons actuellement à décrire en fait d’usine que l’établissement du boulevard Richard-Lenoir, les usines à air comprimé n’étant pas réellement encore en marche. Nous reviendrons plus utilement sur celles-ci lorsqu’elles seront établies et en action.
- Nous donnons (fig. 4) la coupe de cette usine.
- Elle comprend deux corps de bâtiments renfermant l’un la chaufferie, l’autre les machines motrices et dynamo-électriques.
- La chaufferie est montée avec des chaudières Babcock et Wilcox, au nombre de quatre, qui sont munies d’un économiseur de chaleurdu système Lemoine. L’eau est naturellement prise au canal Saint-Martin, qui passe sous le boulevard Richard-Lenoir. Elle est assez impure; on la fait passer par un épurateur du système Desrumeaux,
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- où on réduit les proportions de carbonate et de sulfate de chaux par l’emploi de la chaux vive et de la soude suivant la réaction qui forme la base de tous ces procédés. Disons immédiatement que les condensateurs occupent un bâtiment tout à fait séparé, placé le plus près possible du canal.
- Les moteurs sont des machines Weyher et Ri-chemond à triple expansion et à pilon, de 300 chevaux, marchant à 135 tours par minute.
- Nous avons déjà rencontré les mêmes appareils dans l’usine de la Société Edison de l’avenue Tru-daine.
- Comme dans cette usine, les moteurs conduisent les dynamos sans transmission, les axes étant joints bout à bout. Dans l’usine Richard-Le-noir, chaque moteur conduit deux dynamos; les jonctions sont faites avec des plateaux Raffard.
- 11 y a quatre machines à vapeur, et par conséquent huit dynamos. Six de ces machines sont des Edison à huit pôles, du type que nous avons décrit à propos dé l’usine Trudaine, seulement à un seul induit; deux sont des machines du type Des-roziers, construites par la maison Breguet. Nous avons déjà parlé de ce type à propos des usines de
- Fig. 4. — Usine riu boulevard Richard-Lenoir. '
- la Société d’éclairage et de force.-Chacune de ces machines est munie d’une petite dynamo excitatrice. Les huit machines se composent de six appareils Rechniewsky et deux Gramme type supérieur.
- Chaque dynamo peut donner 200 ampères et 400 volts. Elles marchent en série; on les met successivement en circuit à mesure que l’introduction des batteries élève la force électromotrice. Six machines en marche simultanée donnent les 2400 volts auxquels on a limité la tension ; il reste deux machines formant un groupe de rechange. Nous avons dit comment se règle le travail; c’est l’usine centrale qui détermine elle-même les heures et les durées de charge de chaque bat-
- terie; elle connaît donc à l’avance sa marche. On commence naturellement par la tension la plus élevée, la réduction du potentiel étant plus aisée que l’élévation. Cette dernière opération a toujours présenté quelques inconvénients. Chaque dynamo est naturellement pourvue d’un rhéostat en dérivation destiné à la faciliter et à la rendre plus graduelle; néanmoins, lorsque l’on a essayé d’introduire une machine nouvelle dans la série des autres, en pleine marche, la machine nouvelle a toujours été, pendant quelques moments, dans une situation électrique anormale qui donnait lieu à des étincelles. J’estime qu’en cherchant on fût arrivé à perfectionner la manœuvre et à supprimer cet inconvénient, mais cela n’a
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- pas été nécessaire. Comme la charge des accumulateurs n’a aucun rapport avec la distribution lumineuse, rien n’empêche d’opérer les manœuvres absolument comme on le veut; quand on doit introduire une machine nouvelle, on arrête simplement les autres, ou au moins on les ralentit ou on diminue leur courant jusqu’à ce qu’il soit presque nul ; on met la nouvelle dynamo .en ligne et on repart.
- 11 y a d’ailleurs intérêt à marcher le plus possible en grand travail, car l’intensité étant constante la perte de travail sur la ligne l’est aussi, en sorte que si le travail utile est peu élevé, le rendement devient faible; il est d’autant meilleur que l’utilisation est plus complète.
- Chaque dynamo est reliée pour ces manœuvres à un tableau spécial. C’est un simple rhéostat avec bras mobiles; on doit y remarquer la précaution qu’on a prise de mettre l’excitation sur le même Commutateur, en sorte que le champ magnétique est supprimé au moment où la machine sort du circuit.
- Ajoutons que le bras mobile ne peut agir qu’a-près introduction d’une clé spéciale reliant la manette au bras de contact, et même ainsi il s’arrête au premier plot et ne peut supprimer les résistances qu’après qu’on a poussé un ressort de déclenchement; de cette manière, si quelque erreur a été commise, on s’en aperçoit avant qu’un accident ait eu lieu. La tension et l’intensité de chaque machine sont contrôlées par des instruments de mesure placés sur son tableau.
- L’ensemble des machines est d’ailleurs pourvu d’organes généraux de surveillance et de précaution.
- Comme surveillance, l’intensité générale est Contrôlée par une balance électrique; suivant que le fléau de cet appareil s’incline dans un sens ou dans l’autre, il actionne une sonnerie et allume une lampe de couleur indiquant que l’intensité est au-dessus ou au-dessous de sa valeur normale. On agit alors sur les rhéostats de champ magnétique pour l’y ramener.
- : Comme précaution, nous signalerons un appareil de rupture automatique agissant dans le cas où le courant s’annule et préservant les machines contre un déversement de courant venu des accumulateurs. Ce dispositif est semblable comme principe à celui que nous avons décrit à propos de l’usine de haute tension établie à Saint-Ouen par la Société d’éclairage et de force. Un électro-ai-
- mant est traversé par le courant; au-dessous de lui, une armature mobile autour d’un axe est maintenue à peu de distance des noyaux par une petite béquille; lorsque le courant vient exciter l’électro, l’armature est attirée et la béquille tombe; si le courant vient ensuite à s’affaiblir et à descendre au-dessous de 20 ampères, l’armature est lâchée, tombe à son tour, vient toucher deux ressorts et donne un contact formant relais. Elle ferme deux courants à la fois; l’un déclenche une bascule terminée en fer à cheval plongeant dans deux vases renfermant du mercure et de l’eau ; la bascule tombant, le fer à cheval sort du liquide et rompt le courant général; le deuxième courant déclenche un commutateur portant des contacts dans lesquels passent tous les courants d'excitation. Les champs magnétiques sont donc coupés en même temps que les dynamos.
- Les câbles qui desservent ces machines sont ramenés au bureau; ils passent dans une petite pièce où ils rencontrent un tableau de groupage sur lequel on les relie dans l’ordre qui convient aux deux circuits de charge.
- Cette vaste et intéressante installation électrique a été entreprise sur l’initiative hardie de M. V. Popp. La conception et l’installation techniques sont dues à M. Solignac, ingénieur en chef de la Société.
- Frank Géraldy.
- RECHERCHES RÉCENTES
- SUR LES
- RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES (* *).
- Après avoir étudié la propagation des ondes le long des fils plongés dans l’air, M. Rubens a étudié, en commun avec M. Arons (2), l’influence du milieu ambiant sur la vitesse de propagation. La disposition expérimentale se rattache immédiatement à l’une des expériences de Hertz (3). Hertz attachait à un rectangle de fil de 125 centimètres de long sur 80 centimètres de large, coupé au milieu d’un des côtés et muni d’un petit interrup-
- (*) La Lumière Electrique du 15 août 1891, p. 316.
- (*) IViedcmann's Anna/en, t. XL11, p. 585, avril 1891; (3) La Lumière Electrique, t. XXV, p. 333.
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- teur à étincelles, un fil permettant de réunir le rectangle à l’une des deux électrodes entre lesquelles une bobine d’induction produisait des vibrations électriques très rapides. On observait, à l’interruption du rectangle, de petites étincelles, qui ne disparaissaient que quand le fil qui joignait l’électrode primaire au rectangle était relié au milieu du côté opposé à l’interrupteur. Hertz appelle ce point point neutre {Indiffèrent Punkt). En coupant un second côté du rectangle et en intercalant dans la solution de continuité un fil de longueur plus grande, le point neutre était déplacé vers le côté allongé; en intercalant une égale longueur de fil de l’autre côté, on le ramenait à sa position primitive. Quand le fil intercalé était enroulé en spirale, on observait de nouveau un déplacement du point neutre, parce que la durée de propagation est fonction de la self-induction et que la position du point neutre est déterminée par la condition que le temps nécessaire pour aller de ce point à l’une ou à l’autre des électrodes soit le même.
- Le rectangle de fil employé par MM. Rubens et Arons avait 230 centimètres de long et 33 centimètres de large. On avait supprimé l’interrupteur à étincelles, qu’on avait remplacé par deux petites lames métalliques de 5,5 cm. de côté, fixées aux extrémités du fil, à une distance de 7 centimètres l’une de l’autre. Le point neutre était déterminé au moyen du bolomètre. Au voisinage immédiat des lames, on avait soudé au 114 rectangulaire de petits fils latéraux, sur lesquels étaient fixés, par l’intermédiaire de petits tubes de verre, de courts segments d'un tube de laiton qu’on pouvait considérer comme les armatures extérieures de petites bouteilles de Léyde, dont les fils constituaient l’armature intérieure. Quand le point de jonction du fil est le point neutre, la déviation du galvanomètre doit être minima. Elle devrait être rigoureusement nulle si la disposition était entièrement symétrique par rapport au point neutre.
- En déplaçant le fil de jonction d’un côté ou de l’autre du point neutre, on voit augmenter la déviation. 11 est facile de déduire la position du point neutre en représentant les déviations en fonction des abscisses et en appliquant la méthode indiquée précédemment (page 324).
- Pour l’exécution des expériences, on s’est servi d’une disposition qui présentait quelques avantages importants sur celle qu’on vient de décrire. Au lieu d’un seul rectangle de fil, on en disposait
- deux, ABCD et EFGH (fig. 1), placés à une distance verticale de 8 centimètres. On pouvait ainsi utiliser les deux pôles de la bobine d’induction, de chacun desquels partait un fil allant à l’un des rectangles. Toutefois, cette liaison ne s’effectuait pas directement. Des pôles P et Q de la bobine partaient des fils allant à l’interrupteur à étincelles S du conducteur primaire. Ce conducteur était formé de deux tiges de laiton e et eu de 15 centimètres de long, disposées verticalement, portant à leurs extrémités en regard les boules polaires de l’excitateur, et aux autres extrémités deux
- lames métalliques carrées de 40 centimètres de côté.
- En face de ces dernières se trouvaient, à une distance de 3 ou 4 centimètres, deux petites lames de tôle x et y de 8 centimètres de côté; des fils fins, qui se terminaient sur des contacts glissants, permettaient de réunir ces petites lames aux rectangles de fil. Les contacts glissants u et v étaient reliés invariablement l’un à l’autre par une tige de bois verticale portant sur son prolongement un index qui se déplaçait sur une échelle graduée en millimètres. On pouvait, grâce à cette disposition, lire les positions avec beaucoup d’exactitude. La position verticale du conducteur primaire évitait l’influence perturbatrice qu’il aurait pu exercer sur les rectangles horizontaux. Pour plus de sûreté, il y avait en outre, entre la bobine d’induction et le conducteur primaire, d’un côté, et les
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- rectangles de fil, de l’autre, un réseau de fils verticaux de 2 mètres de hauteur et d’autant de largeur, qui n’est pas indiqué sur la ligure. Les fils de jonction allant aux rectangles étaient isolés par des tubes de verre des réseaux qu’ils traversaient.
- Les deux rectangles étaient, comme on l’a indiqué plus haut, coupés au milieu de leur longueur, reliés à des lames et munis de fils rapportés, avec des bouteilles de Leyde J, R et L, M. Les armatures extérieures de ces bouteilles de Leyde étaient réunies en croix, c’est-à-dire J à M, et K à L. Les fils de jonction des deux armatures étaient reliés aux bornes du bolomètre. Avec cette disposition, il est facile de voir que la déviation est minima quand les fils qui amènent les vibrations se trouvent au point neutre; seulement le maximum est beaucoup plus nettement marqué que quand on emploie un seul rectangle. Un autre avantage est que tout le mouvement électrique se produit entre les deux fils, et par suite n’est pas influencé notablement par les objets extérieurs.
- Des expériences exécutées, comme plus haut, avec des petites bouteilles de Leyde qu’on pouvait déplacer le long des fils avaient donné une représentation de l’état vibratoire du système. On avait affaire à des ondes stationnaires; au point de contact et aux lames des extrémités J, K, L, M se trouvaient des ventres de vibration ; à peu près à égale distance de ces points, des nœuds. Les plaques des extrémités ont pour effet de déplacer légèrement les nœuds de leur côté. Le système entier vibrait donc d’une façon complètement analogue à celle d’une tige soutenue à son premier et à son troisième quart et frappée en son milieu.
- Les auteurs n’ont pu parvenir à annuler entièrement la déviation du galvanomètre quand le point de jonction était au point neutre. La déviation observée était encore le dixième environ de celle qu’on obtenait à la distance la plus grande (1 mètre) du point neutre. D’ailleurs, on obtenait une déviation du même ordre de grandeur avant de relier le conducteur primaire aux rectangles de fil. Cette déviation constante ne pouvait exercer aucune influence sur la détermination du point neutre.
- MM. Arons et Rubens répétèrent d’abord au point de vue quantitatif les expériences exécutées par Hertz avec le rectangle de fil. Par exemple, ils inséraient sur un des côtés du double rectangle
- des fils dont la longueur allait jusqu’à 1,50 m.; il fallait toujours déplacer le contact, pour arriver au nouveau point neutre, exactement de la moitié de la longueur du fil ajouté. Les erreurs dans la détermination du point neutre ne dépassaient pas, dans ces déterminations comme dans toutes les suivantes, 1 centimètre pour chaque série d’expériences.
- En remplaçant un des petits côtés du double rectangle par des fils horizontaux en zig-zag régulier, le déplacement du point neutre est inférieur à la moitié de la longueur du fil substitué. La diminution apparente est d’autant plus grande que les courbures du fil sont plus nombreuses. On obtient un résultat semblable en contournant les fils en spirale. Plus le nombre de tours était grand et leur rayon petit, plus la « longueur apparente », c’est-à-dire le double du déplacement mesuré,s’approchait de la longueur de l’axe de la spirale.
- Un point important était de chercher quelle influence exerce la variation de la capacité d’une partie des fils du rectangle sur la position du point neutre. En approchant les fils l’un de l’autre, on ne pouvait, étant donné leur petit diamètre (1 millimètre), modifier que faiblement la capacité. En remplaçant l’un des petits côtés du double rectangle par des arcs de fil de 50 centimètres de long, dont la distance moyenne était ramenée de 12 centimètres à 3 centimètres, on n’observait pas de déplacement notable du point neutre par suite de ce changement; toutefois le minimum paraissait un peu moins accentué.
- Pour faire varier la capacité d’une partie du conducteur, on la remplaçait par des morceaux de tôle de zinc de 30 centimètres de long (c’était la longueur du petit côté du rectangle), de 1,2 ou 2,5 cm. de large. On déterminait la variation de capacité produite en mesurant la résistance électrique d’un liquide (solution de sel marin contenue dans une grande auge), les électrodes employées ayant successivement la forme et les di mensions des fils et des lames. Les mesures de résistance se faisaient en employant des courants alternatifs et l’électrodynamomètre. La distance des électrodes étant 7 centimètres, la résistance du liquide fut
- l2nt.ro des fils de Entre des lames minces Entre des lames minces
- 0,1 cm. do diamîstro de 1,2 cm. de large de 2,5 cm. de large
- 21,0 ohms 9,3 ohms 4,7 ohms
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- Les capacités électrostatiques cherchées sont en raison inverse de ces résistances. Par suite, dans les expériences faites, la capacité du conducteur, sur une longueur de 30 centimètres, variait à peu près dans les rapports de 1 à 2,3 et à 4,9. Dans les trois cas, la position du point neutre fut la même dans les limites des erreurs d’expérience. Ce résultat se comprend facilement quand on admet que les conducteurs métalliques n’ont pas d’autre effet que de déterminer le chemin des vibrations électriques.
- Nous arrivons aux expériences proprement dites, qui étaient le but du travail ; voici de quelles conditions théoriques les auteurs font précéder l’exposé de leurs recherches :
- « D’après la conception moderne des phénomènes électriques, la propagation des vibrations s’effectue, avec notre disposition, dans l’espace qui sépare les rectangles supérieur et inférieur. Si on substitue à l’air, dans une portion limitée de cet espace, un autre milieu, la longueur d’onde est modifiée; cette variation de la longueur d’onde peut se déduire du déplacement du point neutre; le rapport de la longueur d’onde dans un milieu quelconque à la longueur dans l’air donne l’indice de réfraction. Ceci suppose que, sur le segment considéré du rectangle de fil, les vibrations, qui se produisaient d’abord dans l’air, se produisent entièrement dans le liquide sur lequel on expérimente C). »
- Voici comment on réalise cette condition. Au petit côté du double rectangle, on pouvait substituer des fils qui traversaient des caisses de tôle de 18 centimètres de long sur 13 centimètres de large et 12 centimètres de haut et qu’on isolait par des bouchons de caoutchouc. A l’extérieur de la caisse jusqu’aux points de raccord avec-les autres côtés du double rectangle, les fils étaient toujours rectilignes. La partie située à l’intérieur de la caisse était ou rectiligne ou en zigzag, comme on l’a indiqué plus haut. Pour ne ‘pas négliger l’influence des parois de la caisse sur les extrémités extérieures du fil, il fallait faire des mesures différentielles, dont le calcul s'effectue suivant le schéma suivant.
- Soient d la longueur du côté du rectangle supprimé, k la longueur apparente de la partie située
- p) On admet en outre que la vitesse de propagation des vibrations électriques entre les fils est la même que dans l’espace indéfini.
- hors de la caisse et du fil qu’on lui avait substitué, D/ la longueur apparente du fil à l’ntérieurde la caisse quand on emploie un fil rectiligne, D* quand le fil est en zigzag.
- Si à l’origine le point neutre est en pot on sait que les longueurs l à droite et à gauche de ce point jusqu’aux extrémités du fil sont égales. Si on met un fil rectiligne dans la caisse, un déplacement du point neutre jusqu’en px donne, pour les deux longueurs à droite et à gauche de ce point :
- 1 — d + k + D / — (^>1 — p„) = / + (p\ — p.1 OU 0)
- D, = 2 (p 1 — p, ) + d — h.
- De même on a, après insertion du fil coupé,
- D, =2(Pî — p0) + d-k. (2)
- Si on remplit la caisse, dans l’un et l’autre cas, d’un liquide dont l’indice de réfraction soit n, la longueur d’onde à l’intérieur de la caisse varie et est multipliée par n\ on obtient alors, si/>3et/>4 sont les positions correspondantes du point neutre :
- n D/ = 2 (p3 — p„) + (d — k), , (3)
- 11 D, = 2 {pi — pe) + {d — k). (4)
- On tire de ce s équations :
- Le calcul s’applique évidemment au cas où les deux fils sont tous deux courbes, mais de longueur différente.
- Ainsi, pour déterminer un indice de réfraction, il faut connaître quatre positions de points neutres correspondant à deux fils de longueur différente, successivement dans l’air et dans un liquide.
- Les expériences ont porté sur quatre liquides. Pour deux d’entre eux (xylène et pétrole), la relation entre l’indice de réfraction et le pouvoir inducteur spécifique p., p. = n2est satisfaite approximativement. Les deux autres appartiennent à la série d’huiles étudiées par M. Hopkinson (J) ; ce sont celles qui ont le pouvoir inducteur spécifique le plus élevé, à savoir l’huile de ricin et l’huile d’olives. Pour l’huile de ricin on a fait, comme contrôle, une série de mesures avec des longueurs de fil différentes à l’intérieur de la boîte. Le ta-
- (i) Hopkinson- Phil. Irons., t. Il, p. 335, 1881.
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- bleau suivant résumé les résultats de ces expé- I Tiences.
- I et le plus long (IV) des fils courbes. Les résultats sont indiqués dans le tableau suivant.
- TABL.EAU I. — Position du point neutre.
- Caisse pleine de
- Numéro du fil
- , huile de ricin
- 35,4 35.4
- Hn combinant les nombres pour les fils
- 1 et II, il vient : « = I et III, — » =s
- I et IV, — 11 —
- Moyenne
- 61,9 — 25,3 36,6
- 28,8 — 11,2 17,6
- 74.3 — 35,3 49,0
- 35-4 ~ I 1,2 24,2
- 00,3— 25.3 _ 75,0
- 48,2— 1 1,2 47,°
- Dans la mesure des indices de réfraction des autres liquide on n’a employé que le fil rectiligne (I)
- TABLEAU II. — Position du point neutre.
- Diélectrique remplissant la caisse Fil I Fil XV
- o,5 ) 48,01
- Air o,7 11,2 48,' 48,2
- 12,1 ) 48,6)
- 33,2 1 87,4)
- Huile d’olives.... 23,2 23,6 86,8 V 87,0
- 24,5 ) 86,9)
- 20,7) , 75,9) '
- Xylène 20,8 £ 18,5 76,3^76,4
- 20,7 ) 77,0)
- 8,5 ) 69,8)
- Pétrole |,4 ( '8,3 70,1 70,1
- 18,0) 70,3)
- On en a déduit pour l’indice de réfraction de l’huile d’olive :
- 87 o — 23,6
- 48,2 11,2
- 76,4 20,8
- 48,2 — 31,2
- 70.1 — 18 3
- 48.2 — 11,2
- 63,4
- 37>°
- 55,6
- 37,o
- 5ç8
- 37,o
- = ',7', = ',50, = 1,40.
- Certaines des substances employées n’étant pas chimiquement définies, on a déterminé le pouvoir inducteur spécifique jji par la méthode de Schiller, sur le même échantillon. Les vibrations utilisées avaient une période de 30 à 70.10—° seconde.
- tableau III
- Diélectrique Pouvoir inducteur spécifique p, d'après v/p. Indice de réfraction
- Hopkinson Cohn et Arons Arons et Rubens ). — 6.10—7 m. X = 6 m.
- Huile de ricin 4,78 4,82 4,67 2, l6 1,48 2,05
- Huile d’olives 3,16 — 3,08 ',75 ',47 ',7'
- Xylène — 2,36 2,35 ',53 ',49 1,50
- Pétrole 2,07 2,06 ',44 ',45 1,40
- Le tableau 111 contient à côté de ces nombres ceux qu’ont déterminés M. Hopkinson et MM. Colin et Arons (*). La concordance est parfaite
- ('1 E. Cohn et L. Arons. IVied. Ann., t. XXVIII, p. 434 (1886U
- pour les substances bien définies; pour l’huile de ricin et l’huile d’olive, MM. Arons et Rubens ont obtenu des valeurs un peu plus faibles que celles des autres expérimentateurs. La quantité vV a été calculée sur les nombres obtenus par eux.
- Pour les liquides, pour lesquels la racine carrée
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- W
- du pouvoir inducteur spécifique est égale à l’indice de réfraction optique, l’indice mesuré par les auteurs pour des longueurs d'onde très considérables (6 mètres environ) est à peu près égal à celui qu'on obtient pour les courtes longueurs d'onde (X = 6.10—7 m, raie D); quand cet accord n’a pas lieu, la quantité mesurée est très voisine de la racine carrée du pouvoir inducteur spécifique (l’écart maximum est 5 0/0). MM. Arons et Ru-
- Fic- 3
- bens considèrent le fait comme une vérification de la relation de Maxwell n2 — pt..
- M. J.-). Thomson (* *) a mesuré des longueurs d’onde dans les fils par la méthode suivante :
- A B, CD (fig. 2) est un excitateur (représenté en élévation dans la figure 3), dont la forme et les dimensions sont les mêmes que celles de celui qu’a employé Hertz dans ses expérience sur la vi-
- Fig. 3
- tesse de propagation des ondes électrodynamiques (2). A B et C D sont des plaqües d’étain carrées de 40 centimètres de côté, B E et C F des fils de 30 centimètres de long chacun, terminés par des boules très bien polies E et F, ces boules étant à une distance de 3 à 4 millimètres.
- Les extrémités de la bobine d’induction sont reliées respectivement à B E, C F. L, W sont des plaques d’étain placées en face de A B et CD, auxquelles sont fixées des fils isolés, d’environ 23 mètres de long, dont les extrémités M 1 sont recouvertes de cire à cacheter.
- (!) Proceedings of the Royal Society of London, t. XLVI,
- p. 1.
- (*) La Lumière Electrique, t. XXX, p. 228.
- Le résonateur (fig. 4) est, comme dans les expé-, riences de Hertz, un anneau de fil d’environ ya centimètres de diamètre, terminé par deux boules, dont la distance peut être réglée avec précision au moyen d’une vis. On employait le résonateur d’une manière différente de celle de Hertz. Deux fils d’égale longueur recouverts de gutta-percha et enveloppés dans une feuille d'étain, mis à la terre par leurs deux extrémités, étaient fixés tout près, des boules du résonateur ; les autres extrémités de ces fils pouvaient se déplacer respectivement le long des fils LM, NO. Quand la bobine était en activité, des étincelles éclataient entre Tes boules du résonateur, et on trouva que l’intensité; des étincelles dépendait de la position B et A, auxquelles étaient attachées les extrémités des fils du résonateur.
- Les expériences faites pour déterminer la vitesse dans le fil étaient exécutées comme il suit :
- Fig. 4
- L'extrémité Q de l’un des fils du résonateur était placée en O, extrémitédu fil N O, et l’extrémité P de l’autre fil était déplacée le long de L M jusqu’à ce que les étincelles devinssent aussi faibles que possible; la distance Pa M, quand on avait réalisé cette condition, était alors d’environ 3 mètres. On peut admettre que dans cette position les points P et O sont à peu près au même potentiel. L'extrémité de l’autre fil était déplacée le long de N O jusqu’à ce que les étincelles du résonateur fussent aussi faibles que possible; la position Qu quand cette condition était réalisée, était telle que Qi O fût compris entre 10 m. et 10,25 m. Puisque les étincelles passent de nouveau par un maximum, on peut en conclure que P! et Q! sont à peu près au même potentiel, et par suite que les potentiels en et O doivent être à peu près égaux. Mais, dans ces conditions, O doit être à très peu près une longueur d’onde; on trouva de la même façon que la longueur d’onde dans le fil LM était environ 10 mètres. Par suite, la longueur d’onde de la vibration électrique dans le vide doit
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- dans le cas actuel être à peu près égale à 10 mètres; or, Hertz a montré, en faisant interférer des ondes électriques directes avec des ondes réfléchies par un grand miroir de métal, que la longueur d’onde de la perturbation produite dans l’espace par cet excitateur est aussi de 10 mètres environ, et la longueur d’onde devait être sensiblement la même dans les expériences actuelles, puisque le résonateur qui répondait aux vibrations avait les mêmes dimensions. Par suite, dans ce cas, la vitesse de propagation le long du fil est la même que dans l'air.
- Les étincelles qui jaillissent des boules du résonateur ne disparaissent jamais totalement ; la détermination des points où elles sont aussi faibles que possible est une matière d’appréciation, et, par suite, la méthode n’est pas susceptible d’une très grande précision. Toutefois, en comparant ses résultats avec ceux d’un autre observateur, M. E. Everett, M. J.-J. Thomson n’a constaté dans l’ensemble des nombres que des écarts inférieurs à deux pieds pour io mètres. Je reviendrai plus loin sur ces résultats.
- Le même auteur a appliqué cette méthode à la mesure du pouvoir inducteur spécifique des diélectriques par un procédé avec lequel celui qu’a employé plus tard M. Lecher présente les plus grandes analogies, sauf l’artifice particulier dont se servent les deux auteurs pour déterminer la position des nœuds et des ventres le long des fils. Dans la méthode de M. Thomson, on mesure la longueur d’onde des vibrations électriques produites par un condensateur dont les armatures sont reliées électriquement. Si C est la capacité, en unités électrostatiques, du condensateur, L le coefficient de self-induction en unités électromagnétiques,/la longueur du circuit qui réunit les armatures du condensateur, la longueur d’onde, si elle est grande par rapport à la longueur de ce circuit, est 2rc v^LC.
- Si donc on peut mesurer la longueur d’onde des vibrations exécutées par un pareil système, on peut trouver le pouvoir inducteur spécifique d’un diélectrique. En effet, on déterminera la longueur d’onde du système d’abord quand les armatures du condensateur sont séparées par de l’air, puis quand elles sont séparées par une lame du diélectrique dont le pouvoir inducteur spécifique est à mesurer; le rapport des carrés des longueurs d’onde sera celui des capacités du condensateur
- dans les deux cas, et, ce rapport une fois connu, on pourra en déduire le pouvoir inducteur spécifique du diélectrique interposé entre les armatures.
- La disposition de l’expérience était la suivante :
- Le condensateur consistait en deux lames de zinc circulaires AB, CD, de 30 cm. de diamètre (fig. 5); elles étaient soutenues par un support isolant et on pouvait modifier à volonté leur distance. A ces lames étaient attachés des fils EF, GH d’environ 25 cm. de long, terminés par des boules polies avec le plus grand soin. Les lames étaient également reliées aux pôles P Q d’une bobine d’induction, et quand cette bobine était en
- F H
- 1—T)
- Fig. 5
- activité une série d’étincelles éclataient entre les boules F et H.
- Les distributions périodiques d’électricité produites ainsi sur les lames envoyaient des ondes électriques dans deux fils isolés, de 20 mètres environ de longueur chacun, attachés aux petites lames de zinc L et M placées près des armatures du condensateur. La longueur d’onde des vibra* fions transmises le long du fil était déterminée par la méthode que l’auteur avait décrite dans le mémoire précédent.
- D’après la nature même des recherches, il y avait dans le champ des conducteurs autres que les deux disques, dont la capacité n’était plus
- S
- égale à la valeur donnée par la formule —- dans
- 4 TE t
- laquelle S est l’air d’un des plateaux et t la distance qui les sépare ; mais cette partie de la capacité est la seule qui soit augmentée par l’interposition de la lame diélectrique entre les plateaux. La capacité, quand les disques sont à une distance de 2 cm., fut déterminée par la méthode des
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- décharges indiquée par Maxwell, et trouvée égale
- S
- à 40 unités électrostatiques; la formule —-, dans
- 4 ut
- laquelle on a S = tc x 152 et t = 2, donnerait 28, de sorte que sur les 40 unités de capacité 28 correspondent aux deux disques et 12 à la présence des autres conducteurs. On a vérifié ce fait en déterminant par les décharges la capacité du condensateur et donnant la distance entre les disques une série de valeurs différentes.
- Quand la distance des disques était 2 cm. la moyenne de plusieurs déterminations de la longueur d’onde le long du fil fut 8,25 m. La valeur calculée à l’aide de la formule 2 -k\]L C, où C — 40
- et L = 21 ^Iog — 2 j, où /, longueur du circuit (supposé circulaire) = 50 cm. et d, diamètre du fil = 0,3 cm., est 8 mètres. Quand les plateaux furent séparés par des lames de verre de 2 cm. d’épaisseur, la longueur d’onde fut 11,75 m. Par suite, si K est le pouvoir inducteur spécifique du verre, on a
- 11-75 /i«K+7i
- V "40
- K = 2,7 et \l K = 1,65
- L’auteur a déterminé également le pouvoir inducteur spécifique de l’ébonite; les longueurs d’onde, suivant que les armatures étaient séparées par de l’air ou de l’ébonite, furent respectivement 8,5 m. et 10,75 m., ce qui donne pour-le pouvoir inducteur spécifique de l’ébonite 1,9.
- Avec du soufre en canons fondu, on trouva comme longueurs d’onde 8.25 et 11,5, ce qui donne pour ce corps un pouvoir, inducteur spécifique de 2,4.
- {A suivre.)
- C. Raveau.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE,
- Le télégraphe souterrain de Dresde à, la frontière bavaroise, d’après M. Billig.
- Les capitales des états fédérés situées dans le réseau télégraphique de l’empire allemand, ainsi qu’un certain nombre d’autres villes dont les
- communications télégraphiques doivent être assurées pour tous les cas, ayant été reliées par un réseau souterrain, il restait encore à relier aux lignes télégraphiques souterraines de l’empire les capitales de la Bavière et du Wurtemberg. Stuttgart a été rattachée à Calsruhe (duché de Bade), en 1889, au moyen d’un raccord souterrain de So kilomètres (38 kilomètres sur ie territoire de l’empire, 42 kilomètres sur le territoire wurtembergeois), dont l’exécution fut confiée à la maison Felten et Guillaume, de Mülheim, sur le Rhin. Comme point de rattachement pour Munich, on a choisi Dresde qui est reliée à Berlin par un câble à sept conducteurs.
- Les travaux préparatoires ayant été effectués, les travaux pour l’installation de la nouvelle ligne purent être commencés, à partir de Dresde, le 27 août 1890.
- Le câble que l’on a employé contient sept conducteurs couverts de gutta-percha, de 6 mm. de diamètre au moins; les conducteurs se composent chacun de sept fils de cuivre de 0,7 mm. de diamètre.
- Les sept conducteurs sont cordés à la manière ordinaire; ils sont séparés par d’épaisses couches de jute interposées; l’âme, avec les fils de jute qui l’entourent elle-même, a une épaisseur de 23 millimètres environ. Tout autour, vingt fils de fer galvanisé, de 3,75 mm. de diamètre, sont disposés en spirale de manière à former un tour par chaque 32 ou 35 centimètres.
- Les fils protecteurs sont enduits d’une composition d’asphalte; par-dessus se trouve un revêtement formé d’environ quarante fils de jute, et sur ce revêtement une seconde couche de composition d’asphalte.
- Les câbles ont été fournis et placés par longueurs de 1000 mètres, sauf pour les sections où il a fallu couper le câble pour le faire entrer dans un bureau. Devant les bureaux on a installé des anneaux pour le raccordement.
- Les soudures sont enfermées dans des manchons de fonte galvanisée d’un mètre de longueur, qui se composent de deux parties et sont munis d’une fermeture à coin.
- Le câble, dans les endroits où il a fallu l’enfoncer soit dans l’eau, soit dans un terrain marécageux, est protégé contre les actions mécaniques qui pourraient l’endommager par un tuyau mobile qui l’entoure et qui se com pose de manchons en fonte galvanisée, de 33 centimètres de longueur
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- 3'/6
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- formés de deux parties. Le câble, en général, se trouve à un mètre au-dessous de la surface de la route ou bien au-dessous du lit des cours d’eau ou des rigoles traversées.
- Déjà pendant l’étude des routes on avait constaté que les travaux de pose seraient exceptionnellement laborieux. Le sol dans lequel il fallait engager les câbles devait être très difficile à travailler : on le reconnaissait immédiatement à l’aspect rocheux des environs. Dans d'autres endroits, les renseignements communiqués par les employés des routes faisaient soupçonner un sous-sol rocheux. La réalité surpassa tout ce que l’on avait prévu : on trouva très souvent des roches dures, notamment du porphyre et du tuff porphy-rique, du gneiss, de la diorite, du quartz et de l’amphibole.
- 11 fut impossible de travailler ces roches avec le pic; il fallut faire jouer la mine pour creuser le fossé sur une longueur de 11 674 mètres, ce qui, d’après les entrepreneurs, a exigé cinq quintaux de dynamite.
- Une autre circonstance entrava le progrès des travaux : on eut à traverser huit villes plus ou moins considérables pourvues, jusque dans leurs faubourgs, de canalisations étendues pour le gaz, l’eau et les égouts. Comme l’administration des télégraphes de l’empire a pour principe de poser les câbles, autant que faire se peut, au-dessous de ces canalisations, il a été impossible, dans le parcours de ces villes, d’étendre les câbles en se servant du chariot spécial pources travaux : il a fallu les faire traîner par les ouvriers, au-dessous de ces canalisations. 67 109 mètres de câbles ont été ainsi posés à la main; la longueur totale du fossé était de 177600 mètres. Cette opération prenait beaucoup de temps, surtout dans les endroits très fréquentés : ainsi, tandis qu’il faut vingt minutes pour poser 1000 mètres de câbles avec le chariot en terrain uni, il faut deux heures au contraire pour tirer la même longueur de câbles; ce qui se fait généralement en deux reprises. En outre, pour dérouler le câble, il ne faut que trois ouvriers, tandis qu’il en faut au moins cinquante pour le traîner, car on est obligé d’installer un ouvrier de dix mètres en dix mètres et même à des distances plus rapprochées, dans les endroits où le câble doit avoir de fortes courbures.
- Cette traction des câbles présente un surcroît d’inconvénients. Elle interrompt la régularité et la | constance des autres travaux, parce que les ou- i
- vriers nécessaires sont empruntés à une escouade étrangère et qu’ils perdent beaucoup de temps à ces allées et venues.
- De plus, la traction du câble exige que les ouvriers soient doués d’une grande résistance, car ils sont obligés de rester longtemps sur place, sans pouvoir se dégourdir par le mouvement. Ajoutez à cela que, quand il pleut, l’eau monte à une assez grande hauteur dans le fossé et que les hommes, surtout quand il faut tirer le câble à travers un grand nombre de tuyaux, sont obligés de rester des heures entières dans l’eau.
- Enfin, je dirai encore que les ouvriers polonais, qui conviennent parfaitement pour l’exécution de travaux difficiles, ne restent pas volontiers hors de chez eux, surtout pendant l’hiver, malgré l’attrait de salaires élevés.
- Le dernier câble, celui qui atteignait la frontière bavaroise, fut posé le 7 décembre.
- Le 6 avril on a commencé en Bavière les travaux pour prolonger la ligne de câbles, par Hof, jusqu’à Munich. Ces travaux doivent être terminés dans le courant de juillet. 11 est vraisemblablè que, dès le mois d’août, la ligne Berlin-Dresde-Munich pourra être mise en exploitation.
- C. B.
- Eclairage électrique de «La Touraine».
- Le nouveau et magnifique paquebot que la Compagnie Transatlantique vient de mettre en service, la Touraine, est actuellement un des types les plus réussis des transports qui sillonnent l’Atlantique.
- Nous croyons intéressant pour nos lecteurs de faire ressortir ici le rôle important qui, dans cet ensemble d’éléments de premier ordre, a été confié à l’électricité.
- L’éclairage électrique de la Touraine comporte, en effet, environ 900 lampes à incandescence dont : 572 lampes de 10 bougies, et 316 lampes de 16 bougies.
- L’installation de cette importante distribution de lumière a été entièrement exécutée par la Compagnie Transatlantique. Le matériel sort des ateliers de la maison Breguet.
- La source d’électricité est répartie sur trois machines identiques pouvant alimenter chacune la moitié des lampes, l’une d’elles servant de rechange.
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- Les dynamos sont reliées d’une part à la coque, d’autre part à un tableau de distribution.
- Du tableau le courant circule dans 18 circuits sur lesquels sont branchées les lampes montées dans des appareils convenablement appropriés.
- Deux circuits d’attente ont été prévus sur le tableau pour permettre une augmentation d’éclairage dans l’avenir.
- Les trois groupes électrogènes sont composés chacun :
- D’un moteur à vapeur compound,
- D’une dynamo Desroziers,
- D’un accouplement élastique Raffard.
- L’encombrement total d’un groupe est de : longueur, 2,700 m.; largeur, 0,970 m. ; hauteur, 1,900 m. Le poids atteint 4000 kilog.
- Moteurs. — Les dimensions des moteurs sont les suivantes :
- Diamètre du cylindre d’admission, 200 mm.;
- Diamètre du cylindre de détente, 340 mm.;
- Course commune des pistons, 200 mm.
- A la vitesse de 350 tours à la minute, ces moteurs fournissent, avec de la vapeur à 6 kilog. de pression, échappement au condenseur, et une admission au cylindre de détente de 25 0/0, une puissance indiquée de 50 chevaux.
- Les essais de consommation exécutés par la Compagnie Transatlantique ont donné une dépense de 8,5 kilog. de vapeur par cheyal et par heure.
- La vitesse est très constante. Le régulateur à force centrifuge logé dans Ie'volant a maintenu aux essais une différence de vitesse inférieure à 10 tours entre la pleine charge et la marche à vide.
- La détente au petit cylindre est du système Mayer, variable en marche, à la main. Elle permet d’évacuer à l’air libre dans des conditions de marche suffisamment économiques et à pleine charge.
- On peut aussi, grâce â cette détente variable, faire marcher le groupe sur les chaudières auxiliaires du bord, timbrées à 3 kilog. 11 a été, en effet, constaté aux essais, qu’avec une admission de 60 0/0 au petit cylindre et de la vapeur à 2,75 kilog., la dynamo donnait encore 105 volts et 180 ampères, soit sa charge presque totale.
- Le rendement total de l’ensemble, moteur et dynamo, c’est-à-dire le rapport entre le travail utilisé dans les circuits de lampes et le travail indiqué, a été trouvé de 70 0/0.
- Le graissage à la graisse, très en faveur auprès du personnel de la Compagnie Transatlantique, a été disposé sur ces moteurs de telle sorte que tous les graisseurs puissent être rechargés en pleine marche.
- Dynamos. — Les dynamos sont du système Desroziers, type de 200 ampères, 105 volts compound, à la vitesse de 350 tours.
- Ces dynamos sont suffisamment connues de nos lecteurs pour que nous n’ayions pas à y revenir. Disons pourtant que les premières machines de ce type ont été construites pour la Compagnie Transatlantique et ont été installées sur le Saint-Laurent. Ces machines ont actuellement plus de 14000 heures de fonctionnement et n’ont donné lieu à aucune retouche. Leur succès est d’ailleurs suffisamment démontré par les applications que la Compagnie Transatlantique en a faites successivement sur ses paquebots : France, Amérique, Labrador, Washington, Ville de Rome, Ville de Bone, Ville d’Oran, Ville d'Alger, Maréchal Bugeaud, Versailles, Chan^y, etc.
- Accouplement. — Les dynamos sont reliées aux moteurs par l’intermédiaire des joints élastiques système Raffard, connus de nos lecteurs.
- Sur la Touraine, où la coque sert de retour à tous les circuits et aux dynamos, le joint élastique présente en plus de ses nombreux avantages celui de permettre l’isolation complète de la dynamo.
- Tableau de distribution. — Le tableau de distribution est établi de manière à permettre le branchement d’un quelconque des vingt circuits sur une quelconque des trois dynamos.
- 11 comporte, en conséquence, 20 commutateurs-interrupteurs à 3 directions, modèle Breguet. Ces commutateurs, dits à pompe, sont particulièrement commodes pour faire passer rapidement un circuit d’une dynamo sur une autre sans troubler le régime de la troisième.
- Chacun des vingt circuits est protégé par un coupe-circuit à lame fusible.
- Des lampes, témoins indiquent à distance les circuits alimentés.
- Le débit des dynamos est contrôlé par trois ampèremètres.
- Deux voltmètres Breguet, sans aimant, permettent de vérifier à tout instant la force électromotrice aux bornes des dynamos.
- Tous les appareils sont montés sur ardoise; les connexions sont visibles et disposées sur la face avant du tableau.
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- L’ensemble et les détails de cette installation, véritable usine centrale d’importance égale à celle de beaucoup de petites villes, ont été étudiés avec un soin minutieux et ont fait l’admiration des nombreux invités qui, le 14 du mois dernier, ont été appelés à visiter la Touraine avant son premier départ pour l’Amérique.
- Sur le transport de la force au moyen de courants alternatifs à. plusieurs pha.ses (courants rotatoires), par M. von Dolivo-Dobrowolsky (*;.
- Le développement progressif de l’industrie en général et de l’électrotechnique en particulier conduit à des applications toujours croissantes et plus fréquentes du transport de l’énergie par l'électricité.
- Lors de l’exposition électrique de Munich, on a salué avec enthousiasme les expériences de Marcel Deprez, et on prévoyait que cette chose nouvellement née se développerait rapidement. Les années suivantes se sont écoulées toutefois sans que l’on ait fait quelque chose de plus grand dans cet ordre d’idées, arrêt que l’on doit attribuer surtout au faible rendement des machines dynamo-électriques employées alors et à l’incertitude de leur fonctionnement.
- Pendant les années 1886 à 1888, grâce aux travaux et aux agissements de l’école anglaise d’électriciens, on a produit des dynamos perfectionnées à l’aide desquelles il fut possible d’effectuer des transports de force plus considérables. C’est surtout l’usine d’Œrlikon qui s’est distinguée à ce point de vue.
- Le commutateur des machines à courants continus et les transformateurs à courants continus constituent les principaux obstacles par suite desquels il est difficile de faire un transport de force et une distribution à longue distance; une dynamo de 10 000 à 20 000 volts capable de fournir de l’énergie à de petits moteurs et à des lampes est d’une construction trop difficile pour être effectuée actuellement avec succès, et il en sera probablement toujours ainsi. Bien qu’il ne soit pas de notre intention d’enlever aux courants continus toutes leurs propriétés, il n’en est pas moins incontestable que pour la distribution de l’énergie à des distances considérables il n’y a que des cou-
- rants alternatifs qui puissent convenir. Jusqu’à ces derniers temps, on n’avait pas trouvé de moteur à courants alternatifs convenable, et plusieurs électriciens et savants ont porté leur attention sur ce point.
- Toutes ces préoccupations restèrent sans résultat jusqu’en 18S8, année qui peut être considérée comme le commencement du transport de la force par courants alternatifs. La découverte de Ferraris, les travaux de Schallenberger et deTesla furent publiés en 1888, pendant que beaucoup d’autres s’occupaient à appliquer le principe des courants alternatifs à phases multiples, sans pourtant arriver à un résultat applicable dans la pratique.
- Le moteur de Tesla, sur lequel on a tant écrit et tant discuté, ne semble pas avoir donné les résultats attendus; nous n’avons pas encore connaissance d’une application réelle de ce moteur. Comme nous le montrerons plus tard, le principe du dispositif de Tesla avec deux courants tout à fait indépendants et ayant une différence de phase de 90° n’est pas très heureux. Cette faute a été évitée dans d’autres dispositifs, et des moteurs avec des courants alternatifs multiples ont été imaginés en même temps par Bradley, l’auteur, Haselwander et Wenstrœm.
- Au moment même (octobre 1888) où Bradley publiait son brevet relatif à trois conducteurs de l’armature Gramme, l’auteur étudiait, à la Société générale d’électricité de Berlin, un moteur avec des courants à trois phases; de même M. Haselwander à Offenbourg. Au mois de mars 1889, cette Société a pris un brevet à ce sujet, mais par suite d’une question de formalités, ce brevet n’a été délivré que partiellement. Comme la réalisation de ces moteurs et certaines améliorations dans le détail ont absorbé beaucoup de temps, on a dû différer le deuxième brevet jusqu’au mois d’août; pendant cet intervalle, au mois de juin, M. Haselwander prit son brevet.
- Le système de courants à trois phases actuellement employé par la Société diffère en plusieurs points du système primitif; l’auteur croit que, dans l’intérêt du « courant rotatoire » (nom qu’il propose de donner au courant à plusieurs phases) les détails précédents ont leur importance.
- On peut ajouter que la première publication de Bradley a eu lieu vers la fin de 1889 et que déjà au commencement de l’été de 1889 un petit moteur à trois phases et une dynamo à courants ro-
- (!) Elektrotecbnischc Zeitschrift, n" 12 et 13, 1891.
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- tatoires d’une force de six chevaux ont été réalisés dans l’usine de la Société de Berlin et que ces appareils ont fonctionné devant plusieurs électriciens.
- Au printemps de 1890, on a publié des brevets pris à l’étranger; les brevets de M. Haselwander n’ont été publiés que pendant l’été de 1890.
- Les brevets de Wenstrœm de 1890 ne sont pas en cause pour la question de priorité. 11 est difficile, pour une question qui est pour ainsi dire en l’air, de bien débrouiller la question de priorité de toutes les publications de brevets qui surgissent pour ainsi dire soudainement; comme nous l’avons vu, ces découvertes se sont succédé si rapidement, qu’il ne peut pas s’agir de la personnalité de chaque constructeur.
- Reste cependant la priorité technique des con-
- Fig. 1
- structeurs qui ont réalisé pratiquement l’invention et qui ont su créer des instruments utilisables.
- MM. Ferraris et Tesla ont évidemment découvert les principes au point de Vue scientifique, mais le mérite d’avoir donné une forme pratique au système de courants rotatoires appartient certainement à la Société générale de Berlin. C’est cette Société qui a perfectionné ce système à tel point qu’il rend possibles des entreprises hardies comme le transport de force de Lauffen à Francfort.
- En dehors de ce transport de force destiné à l'exposition de Francfort, on a étudié une autre série de distribution de grandes forces d’après ce système, notamment l’utilisation de la force hydraulique du Rhin à Rheinfelden pour Bâle et les environs, la distribution d’énergie et d’éclairage de la ville d’Heilbronn au moyen d’une force hy-
- draulique qui se trouve à Lauffen, puis le transport de quelques centaines de chevaux.de Bülach à Œrlikon: ces transports seront faits en commun par notre Société et la Société d'Œrlikon, à qui nous avons cédé nos brevets.
- L’auteur a l’intention de publier une description détaillée du système à courants rotatoires, à l’occasion des appareils envoyés à l’Exposition de Francfort; dans la publication actuelle, il ne s’agit donc que d’une notice abrégée et des mesures effectuées sur un petit moteur à deux chevaux.
- Comme on le sait, le moteur de Tesla consiste en un aimant circulaire qui porte deux séries d’enroulements. Ces deux séries sont actionnées par deux courants alternatifs ayant une différence de phase de 90°. Par exemple les bobines 11 ne sont parcourues par aucun courant lorsque le courant dans la bobine 1 est maximum positivement; lorsque le courant dans 1 diminue, le cou-
- Fig. 2
- rant augmente dans II jusqu’à ce qu’il ait atteint son maximum positif à un instant où le courant dans 1 est égal à zéro, et ainsi de suite.
- Comme le montre d’une manière schématique la figure 1, il se forme à l’intérieur de l’aimant un champ magnétique rotatoire (appelé champ tournant ou de Ferraris). L’espace intérieur se comporte à peu près comme si un champ magnétique constant était mis en mouvement par un moyen mécanique. Une armature dont l’enroulement est fermé sur lui-même (ou encore un morceau de fer non divisé) tournera dans ce champ magnétique, parce que par le mouvement il se forme des courants induits qui s’opposent à ce mouvement. Ces courants qui se forment dans l’armature suivront le mouvement du champ jusqu’à ce que l’arniature se meuve d’une manière synchronique avec le champ. D’après ce principe, on peut construire des moteurs très simples sans contacts glissants et sans balais.
- On a beaucoup parlé, dans le temps, des mo-
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- teurs Tesla; ces moteurs ne peuvent pas se conduire très bien d’après la considération suivante (*).
- La figure 2 représente un diagramme de deux courants alternatifs avec une différence de phase de 90°. Chacun des courants 1 et II exerce dans le moteur une force magnétisante qui est égale à chaque instant au produit du courant par le nombre de tours.
- La force magnétisante totale produite par les aimants dans les moteurs est égale à la somme de deux ampères-tours; elle est donc une fonction de la somme de deux courants. Dans la pratique toutefois cette somme n’est pas une quantité constante. Avec le dispositif de Ferraris, la force résultante de deux bobines à angle droit sur un pôle d’aimant idéal peut être prise comme constante, mais ceci n’a pas lieu pour des moteurs et des machines réels, où il faut appliquer les règles ordinaires des électro-aimants.
- En considérant la figure 2, on voit que la somme des courants 1 et 11, abstraction faite de leurs signes, oscille entre les valeurs i et 2i sin 450, où i représente la valeur maximn de chaque courant; au moment où un courant a le maximum/, l’autre est égal à zéro, et la somme est égale à i, et, plus tard, lorsque les deux courants sont égaux, la valeur de chaque courant est i sin 450 et leur somme
- 1,4 i-
- Le nombre total d’ampères-tours varie ainsi de 40 0/0 de la valeur moyenne et le champ d’un moteur Tesla n’est pas un champ rotatoire, mais un champ à pulsations. La manière de se comporter d’un moteur de ce genre n’est donc pas aussi simple qu’on pourrait le croire. Nous pouvons toutefois considérer séparément la rotation et la pulsation du champ comme dans le moteur à courants alternatifs de Elihu Thomson. Ce moteur consiste en un champ magnétique actionné par un courant alternatif et en une armature fermée sur elle-même ; comme tous les moteurs synchroniques à courants alternatifs, il doit d’abord être mis en mouvement pour atteindre le nombre de tours voulu avant que le courant alternatif fasse son effet.
- Lorsqu’on le charge trop, le moteur s’arrête, parce que les pulsations du champ de l’actionnent que pour une vitesse donnée; si cette vitesse est
- (9 Comparer La Lumière Electrique, t. XLI, p. 10; d’après MM. Hutin et Leblanc, l’intensité du champ magnétique est constante»
- plus faible, les courants agissent comme un frein, parce que les courants induits dans l’armature fermée n’agissent pas au moment voulu ni dans la position voulue par rapport au champ; c’est pour cette raison qu’une armature fermée et en repos tourne difficilement dans un champ à courants alternatifs.
- Dans un moteur de Tesla ou dans un moteur à deux phases on a, comme on vient de le voir, un champ magnétique qui varie de 40 0/0 de sa valeur moyenne; ces moteurs doivent donc posséder partiellement les propriétés des moteurs de Thomson. Tant que l’armature ne tourne pas synchroniquement avec le champ, la force agissante est égale à la différence entre l’effort du champ magnétique tournant et la force contraire
- Fig, 3
- due au frein provenant du magnétisme pulsatoire. Le moteur de Tesla se met difficilement en marche et doit conserver un mouvement synchronique jusqu’à une certaine charge où sa vitesse et sa force diminuent rapidement. On ne peut donc se servir de ce moteur que dans des limites assez restreintes; ces moteurs ne sont donc pour ainsi dire qu’un perfectionnement des moteurs synchroniques de Thomson, en ce sens qu’ils se mettent automatiquement en route avec des charges modérées. On ne peut réaliser un bon moteur d’après le principe du courant rotatoire que lorsqu’on diminue l’intensité des pulsations du champ magnétique.
- Un champ tournant idéal doit avoir une constance absolue; ce ne sont que les lignes de force qui doivent tourner comme si on faisait tourner un électro-aimant actionné par un courant constant. On approche de cet idéal lorsqu’on augmente le nombre de courants dont les phases se suivent; toutefois, il n’est pas nécessaire de prendre beaucoup de courants.
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- 3Si
- L’examen de la figure 3 montre que déjà, avec trois courants, la somme devient suffisamment constante. En effet, au moment t la somme des valeurs absolues de ces trois courants est
- 2 SÎn 60” X 7niax — 1,73“ fi»ax,
- et au moment t'
- 2 SÎn 30' 1ma.it. T /mu.**
- c’est-à-dire 22 max. Les pulsations du champ provenant de la différence de la somme des courants ne sont plus que 15 o/oau lieu d’être 400/0 comme dans le cas Tesla. Lorsqu’on se sert d’un petit nombre d’inversions, on peut donc, sans nuire au rendement, augmenter la saturation du fer, et, avec une différence de 15 0/0 dans les ampères-tours, la masse totale du magnétisme restera pratiquement constante.
- La réalisation pratique de courants dont la dif-
- Fig. 4
- férence de phase atteint 6o° rencontre des difficultés par rapport au grand nombre de conducteurs nécessaires»
- En prenant pour mieux utiliser la dynamo (ce dont nous donnons plus loin la raison) et pour économiser des conducteurs, quatre fils pour trois courants, comme on prend trois fils pour deux courants dans le dispositif de Tesla, il faudrait toujours prendre quatre conducteurs, ce qui est trop onéreux.. On peut cependant conduire les trois courants à l’aide de trois conducteurs, et ceci avec moins de matériaux qu’il n’en faut pour obtenir les deux courants de Ferraris ou Tesla avec trois conducteurs.
- On y arrive en faisant circuler dans les,conducteurs trois courants ayant une différence de phase de 1200 au lieu de 6o° et on atteint ce but en renversant par suite de connexions des bobines du générateur le courant 11 de la figure 4.
- Comme chaque courant produit deux pôles, un pôle nord et un pôle sud, nous pouvons, pour ce qui concerne leur action, faire abstraction du si-
- gne et additionner les courants de signe contraire (voir fig. 5). La figure 3 se change ainsi en la figure 5.
- Cette figure montre l’action de trois courants pour lesquels les différences de phase sont de 1200; elle est absolument analogue à la figure 3 qui se rapporte à des courants de 6o°.
- Si nous considérons la figure 5, nous trouvons qu’au moment on a, pour la somme des courants:
- I + M = 2 sin 30" x /m,ix. et
- Courant III =/',mix.
- Comme
- sin 30” = 1/2,
- on a
- î -t- il = m,
- l 1
- A l’instant t on a, au contraire,
- I=o, II=» sin 60% 111= sin 1203
- d’où
- 1 + 11 = 111.
- Ceci a lieu à chaque instant, comme il est facile de le montrer pour des courants sinusoïdaux. Chacun des courants est égal et de signe contraire à la somme des deux autres, leur somme algébrique est toujours nulle, tandis que la somme en valeur absolue, comme nous venons de le montrer, oscille entre 22 et 1,7322'. Du fait que la somme algébrique des trois courants est à chaque instant zéro, il résulte, d’après le théorème de Kirchhoff, qu’un courant peut être toujours relié en série ou en parallèle par rapport à la somme des deux autres. On obtient ainsi deux manières de réaliser les connexions, comme les figures 6 et 7 l’indiquent d’une manière schématique.
- Dans la figure 6 le courant J est toujours relié en série avec les courants 11 et 111, qui sont en dé-
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- rivation ; de même II avec 1 et 111 et finalement 111 avec 1 et 11.
- Dans la figure 7, au contraire, le courant 1 = (11 111), 11 = (I + 111) et 111 = (1 -f- 11); par conséquent on peut relier le courant 1 en série avec les courants 11 et 111, qui sont reliés en parallèle, et ainsi de suite.
- Nous désignerons cette première manière d’établir la connexion par le nom d’-arrangement « à circuit ouvert », et l'autre par le nom d’arrangement « à circuit fermé ». Cette manière d’accoupler les conducteurs permet de conduire les trois courants avec trois conducteurs, parce que le courant qui circule dans l’un des conducteurs revient par les deux autres. Ce mode de couplage peut naturellement être utilisé pour plus de trois courants.
- petite que la somme des deux tensions 1 et 11; elle n’est que 2 sin 60.2, c’est-à-dire 1,732.0 au lieu de 2e. La tension moyenne résultante est ainsi à la somme des tensions moyennes simples comme 1,732 est à 2. 11 faut donc que la machine fasse plus de tours que lorsque les courants s’additionnent simplement, étant admis qu’on veuille avoir une tension déterminée dans les conducteurs.
- L’augmentation du nombre de tours doit être dans le rapport de 2 à 1,732. Dans le cas où les courants ne sont pas exactement sinusoïdaux, cette proportion s’accentue encore et diminue souvent le rendement de la machine.
- Ceci a encore lieu pour le cas de la figure 7. Bien que 1 et (Il et 111) soient reliés en parallèle, ils fournissent des courants inégaux; la somme
- Fig. 7
- 11 a été trouvé en même temps et d’une manière indépendante par Bradley, Wenstrœm, Ha-selwander et par l’auteur. Au cours d’essais exécutés par lui dans le but de réaliser ce système, l’auteur a trouvé que des raisons capitales exigent qu’on abandonne cet arrangement simple. Ces raisons consistent principalement dans un plus faible rendement et, indirectement dans une moindre utilisation de travail, dans l’augmentation des prix des dynamos et des moteurs par la difficulté de réglage et de mesure des trois courants accouplés, de la difficulté de contrôle, etc.
- Les courants ainsi accouplés exercent les uns sur les autres des influences perturbatrices, ce qu’on peut montrer de la manière suivante :
- En considérant la figure 6, on voit que les courants qui traversent les conducteurs A et B résultent de la somme des forces électromotrices dans 1 et dans II ; les maxima de ces tensions n’ont pas lieu en même temps, mais ont lieu à une distance de 6o° ; par suite la tension de A vers B est plus
- des courants dans chaque fil n’est pas égale au double, mais à 1,732 la valeur du courant simple.
- Les figures schématiques 6 et 7 se ressemblent néanmoins en ce sens que tout ce qui a lieu dans la première combinaison par rapport à la tension a lieu dans l’autre par rapport à l’intensité du courant.
- Comme chacun des trois conducteurs qui proviennent de la.machine donne son courant à deux circuits pour ainsi dire distincts, il est difficile de se faire, par la mesure du courant et la tension de l’un des conducteurs, une idée de ce qui se passe dans les autres conducteurs; la régulation, par exemple, de la tension pour des charges inégales, à l’aide de bobines à induction intercalées dans le circuit, est très difficile et pour ainsi dire impossible.
- Les figures 8 et 9 représentent une machine qui travaille avec trois courants accouplés; on a figuré le cas où dans l’un des circuits il y a trois lampes, dans le second une lampe et dans letroi-
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- sième aucune. Tous les trois ampèremètres indiquent cependant du courant, mais il est impossible de s’assurer, à la station, comment les charges des circuits sont partagées ; la régulation serait souvent erronée, parce qu’on n’a pas le temps de se rendre compte du partage compliqué des courants.
- Chaque variation dans un conducteur influe sur les autres; si on insère, par exemple, dans B une bobine d’induction, la tension s’affaiblit dans 11 contre notre attente, parce que la tension dans le circuit 111 est augmentée un peu; à chaque essai pour corriger cette différence, on fait varier les tensions dans les autres circuits. La régulation de ces courants est à peu près impossible. 11 est vrai que lorsqu’il s’agit de moteurs on n’a pas à
- craindre de charge inégale, mais il faut considérer cette question quand il s’agit de lampes.
- C’est par suite de ces considérations, fonctionnement défectueux des machines, primaires ou secondaires, et difficulté de régulation et de mesure, que l’auteur a renoncé à employer le courant à trois phases de la manière ordinaire ; il a proposé le système suivant, qui est employé actuellement par la Société générale d’électricité de Berlin.
- Les dynamos fournissent plusieurs courants tout à fait indépendants, ordinairement au nombre de six, bien que ce nombre soit facultatif. Un plus grand nombre de courants donne une meilleure utilisation de la dynamo,- parce que l’ensemble de l’armature peut être couvert d’enroulements actifs, résultat qu’on ne peut pas atteindre avec des machines ordinaires à courants alternatifs.
- Ce qui prouve d’ailleurs qu’il y a meilleure Utilisation, c’est qu’une machine à courant rotatoire fournit de l’énergie électrique d’une ma-
- nière continue, tandis qu’une machine à courant alternatif ordinaire ne fournit de l’énergie que d’une façon pulsatoire. De plus, la quantité d’énergie dans les conducteurs est constante avec les courants rotatoires parce que, comme nous l’avons montré, la somme arithmétique des courants est pratiquement constante, comme cela arrive pour les courants continus.
- Les courants donnés par la machine sont conduits à travers des commutateurs, des appareils de réglage à induction et des appareils de mesure puis on les réunit en faisant passer à travers des transformateurs qui donnent trois courants avec une différence de phase de 1200.
- On peut ainsi les conduire au loin et là les utiliser, en les séparant s’il en est besoin. Les transformateurs sont basés sur l’application de la rotation, au moyen d’un courant rotatoire, d’un
- champ magnétique tournant à l’intérieur d’une masse de fer sans pôles : le courant provenant de la machine produit dans l’enroulement secondaire des pulsations de courants se suivant d’une manière analogue à ce qui a lieu dans le courant primaire. Cette transformation exige une dynamo à courant rotatoire ; ce n’est que le champ magnétique qui tourne, tandis que dans la dynamo c’est l’armature qui tourne mécaniquement dans un champ fixe.
- Comme dans le transformateur on produit trois courants bifurqués ayant une différence de phase de 1200, on pourrait croire qu’on peut utiliser ces courants comme s’ils provenaient directement de la dynamo. Ceci n’a pas lieu cependant, Par suite des connexions, on perd 15 0/0 de la tension et le rapport de transformation n’est pas égal au rapport du nombre de tours ; mais il n’est pas nécessaire d’augmenter le nombre de tours du secondaire de 15 0/0 pour utiliser le courant primaire.
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- On ne fait que diminuer le travail du transformateur et cela d’une manière peu appréciable. Cette perte dans la transformation et le prix du transformateur n’entre presque pas en compte, parce que depuis quelque temps on préfère construire des machines à faible voltage et transformer l’énergie en courant de haute tension dans les conducteurs.
- Une dynamo de 5o à 100 volts est tellement meilleur marché et d’un fonctionnement plus sûr qu’un transformateur se trouve payé; une machine à faible tension fonctionne avec assez
- i.______________
- Fig. 10
- d'économie pour qu’on puisse perdre 3 à 4 0/0 dans la transformation. 11 est à peine utile de dire que ce procédé n’est applicable que pour des courants à très haute tension, soit de 10000 volts.
- La figure 10 montre schématiquement l’une des multiples dispositions qu’on peut employer pour transformer les six courants primaires séparés en trois courants accouplés. Les courants secondaires correspondent aux courants primaires, ce qui fait que la régulation des courants et des tensions est très simple et facile à concevoir. L’enchaînement des courants secondaires présente l’avantage qu’il suffit, pour la conduite des courants, de trois conducteurs au lieu de quatre, ce qui est à considérer pour des transports à longue
- distance. Quand on opère la seconde transformation à l’endroit où l’on veut faire servir le courant, il faut derechef employer séparément les courants précédemment accouplés et cela soit qu’on veuille actionner de grands moteurs, soit qu’on se propose de faire de l’éclairage. Les raisons en sont les mêmes qu’en ce qui concerne les dynamos.
- Dans ce qui va suivre nous montrerons que le poids des conducteurs pour la même quantité d’énergie n’est pas plus considérable avec le système à trois conducteurs qu’avec celui à deux.
- C. B.
- (A suivre.)
- Plomb de sûreté Slater (1890).
- Ce plomb se compose (fig. 1 à5) d’un fil fusible h (fig. 4) enfoncé dans les trous/j/2 de deux fiches métalliques fendues ex, e2 (fig. 5), que l’on enfonce dans les tubes métalliques correspondants axax, a2a2 des coupe-circuits, aboutissant, dans une
- r-w- i e, l==j p
- Fig. 1 à 5. — Slater. Plomb de sûreté.
- masse isolante, aux bornes cc du circuit. Les fiches font avec les tubes un contact électrique parfait, en même temps qu’elles serrent le fil h dans leurs trous/j/2. On ne peut, grâce à cette disposition, n’employer que des plombs d’une longueur et d’un diamètre rigoureusement déterminés. Les figures 1 à 5 représentent un appareil à deux
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- plombs, en porcelaine, avec couvercle serré par un boulon d.
- G. R.
- Trieur électromagnétique Finney (1890).
- La figure i représente l'ensemble d’un de ces
- appareils disposé pour le triage par voie humide.
- Le minerai à trier s’écoule en E F, déposant sur la toile C ses parties magnétiques attirées par la roue A, et que la toile C abandonne ensuite à la trieuse G.
- La roue A se compose d’un électro-aimant dont les pôles N et S, q et (fig. 2 et 3) sont prolon-
- Fig. 1 à 3. — Finney. Trieur électromagnétique.
- gés par des barreaux / et/'. Les barreaux / sont reliés magnétiquement au pôle q par des vis en fer e, fixés au pôle / par un talon isolant en bronze d et par une vis en bronze e'. L’inverse a lieu pour les barreaux fx, reliés magnétiquement
- au pôle q', et isolés de q; de sorte que la roue A se présente comme armée d’une série de pôles// alternativement nord et sud.
- On peut (fig. 4) remplacer les barreaux // par des disques en fer DD, entre lesquels l'enrou-
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- lement chèmine en changeant de sens à chaque entre-disques. La toile C est maintenue sur ces
- disques par ses bords cordés p", guidés par les gorges o o'.
- Bain électrométallurgique Hoepfner (1890).
- Cet appareil est constitué par une série de châssis AB(fig. i et2) renfermant : les châssis d’or-
- Fig. i et 2.
- dre pair, des cathodes en cuivre K, et les impairs des anodes en carbone C, et percés, en acbdxy, de trous pour la circulation des liquides. Ces châssis,
- assemblés par des boulons S entre des cadres P, sont séparés par des membranes poreuses. La circulation dés liquides s’opère comme il suit: pout celui des anodes, par exemple, il entre par a dans le premier châssis, dont il sort par x, traverse en y le montant du second châssis, puis entre dans le troisième châssis, d’où il passe au cinquième, etc. jusqu’à sa sortie du bain en b. Le liquide des cathodes traverse de même, de c en d, les châssis d’ordre pair sur des surfaces très étendues, de manière que, dans l’électrolyse d’une liqueur cupro-argentifère, par exemple, l’argent et les impuretés se précipitent sur un petit nombre de cathodes : on peut ainsi marchera faibles pressions, ce qui prolonge la durée des membranes et diminue la diffusion.
- Les membranes poreuses sont presque toujours en papier parcheminé, renforcé sur les côtés par de la forte toile.
- Pour l’électrolyse des chlorures, on emploie de préférence des membranes constituées par une pâte d’amiante et de feutre nitraté par un traitement à l’acide azotique.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Expériences sur la décharge électrique dans des tubes vides.
- La Lumière Electrique a publié dernièrement d’après YElectrician de Londres, un compte rendu des expériences du professeur J.-J. Thomson (* *), et plus récemment (2) une description d’expériences exécutées par M. Tésla sur le même sujet, en partant d’idées différentes. A propos de ces expériences, M. J.-J. Thomson a adressé aux éditeurs de Y Electrician la lettre suivante :
- (4) La Lumière Electrique du n juillet 1891. Je saisis cette occasion de signaler une erreur qui s’est glissée dans la traduction ; à la fin de la légende de la figure 1 (page 92), il faut lire, au lieu de circuits ouverts continus, circuits fermés continus.
- (*) La Lumière Electrique du 25 juillet 1891.
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- « Dans YElectrician du 17 juillet, je trouve une description de quelques expériences exécutées par M. Nikola Tesla, qui présentent certains caractères communs avec celles que j’ai répétées devant la Pbilosophical Society de Cambridge en février et devant la Physical Society de Londres, lors de sa visite à Cambridge, le 9 mai. M. Tesla paraît attribuer les effets qu’il a observés à l’action électrostatique, et je ne doute nullement, d'après la description qu’il donne de la conduite de ses expériences, que l’action électrostatique y joue un rôle très important. II semble, toutefois, n’avoir pas saisi ce que j’ai énoncé, quant à la cause de ces décharges; je n’ai pas dit, comme il l'admet, qu’un tube sans électrodes ne peut devenir lumineux sans une influence électrostatique, mais que le phénomène peut se produire également en dehors de cette influence. C’est un fait qu’il est beaucoup plus facile de rendre un tube lumineux quand ces influences électrostatiques agissent que quand elles n’existent pas. Comme exemple, je puis mentionner que la première expérience que j’ai essayée avec la décharge d’une bouteille de Leyde rendait le tube lumineux, mais ce n’est qu’après six semaines d’essais continus que je suis arrivé à produire une décharge dans le tube vide avec la certitude qu’elle était dueà ce qu’on appelle d’ordinaire l’action électro-dynamique. Il faut avant tout avoir une idée de ce que nous entendons par action électrostatique. Si, avant la décharge de la bouteille, la bobine primaire est portée à un potentiel élevé, il se produira sur le verre du tube une distribution d’électricité induite. Au moment où la chute de potentiel se produira brusquement, cette électrisation disparaîtra et pourra passer à travers le gaz raréfié et produire ainsi le phénomène lumineux. Tant que dure la décharge de la bouteille, il est difficile, et au point de vue théorique sans intérêt de séparer l’effet en deux parties, dont l’une s’appelle électrostatique et l’autre électro-magnétique; ce qu’on peut chercher, c’est si dans ce cas la décharge n’est pas telle qu’elle soit produite par les forces électromotrices dérivant d’un potentiel. Dans mes expériences, la bobine primaire était à la terre et, par surcroît de précaution, le primaire était séparé du tube à décharge par un écran de papier buvard, humecté d’acide sulfurique étendu et relié à la terre. Le papier buvard humide est suffisamment bon conducteur pour former écran à l’action électrostatique, bien qu’il
- ne le soit pas assez pour arrêter des ondes de force électromotrice oscillatoire. En montrant ces expériences à la Physical Society je ne pouvais naturellement pas maintenir les tubes couverts, mais si ma mémoire ne me trompe pas, j’ai indiqué que les précautions avaient été prises contre l’effet électrostatique. Pour dissiper le malentendu,* je puis dire que je n’ai pas lu un véritable mémoire devant la Société, mon but étant de montrer quelques-unes des expériences les plus caractéristiques. Le compte rendu des expériences publiées par Y Electrician a. été rédigé sur des notes de reporter et n’a été ni écrit ni même lu par moi. J’ai à peu près, maintenant, terminé de-rédiger, et j’espère publier à bref délai, un exposé de ces expériences et d’un grand nombre d’autres analogues à celles-là, parmi lesquelles quelques-unes sont analogues à celles que mentionne M. Tesla sur l’effet de conducteurs placés près du tube à décharges, qui, dans certains cas, produisent une diminution, dans d’autres une augmentation dans l’éclat de la décharge, ainsi que quelques recherches sur l’effet de la présence des substances de pouvoir inducteur spécifique élevé. Les résultats me semblent admettre une explication satisfaisante pour laquelle, toutefois, je dois renvoyer à mon mémoire. Je suis heureux de profiter de cette occasion pour mentionner que le phénomène lumineux produit, dans un tube vide placé près d’un fil le long duquel se décharge une bouteille de Leyde, a été indiqué par Historf et décrit par lui dans les Annales de Wiedemann, tome XXI, p. 138. Toutefois, comme la décharge avait lieu d’un bout à l’autre du tube et ne prenait pas la forme d’un anneau, je pense que la cause de la décharge était surtout électrostatique. »
- C. R.
- Méthode pour la mesure de la résistance d’un accumulateur ou d’une lampe à, arc en fonctionnement, par M. C. Boccali.
- M. Boccali a employé à la station d’essais électriques de Munich la méthode suivante pour la mesure de la résistance d’un accumulateur ou d'une lampe à arc en fonctionnement; cette méthode a l’avantage d’être directe et d’être utilisable dans les conditions ordinaires de la pratique.
- Mesure de la résistance d'un accumulateur pen~
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- dant la charge. — La figure i donne l’ensemble des connexions. A est un accumulateur, naturellement de résistance très faible, R une résistance très faible en fils de diamètre assez fort et groupés en quantité, / le fil de nickeline d’un pont à curseur, D la dynamo de charge. Dans ses expériences M. Boccali employait une dynamo Lah-mever pour la galvanoplastie donnant 4 volts à 2000 tours. Enfin T est un téléphone.
- On voit que la disposition est la même que celle de Kohlrausch pour la mesure des résistances liquides, avec cette différence toutefois que la bobine d’induction est remplacée par la dynamo. Le courant fourni par celle-ci présente des ondulations qui font produire au téléphone le son dont le minimum indique la condition d’équilibre.
- Afin d’éliminer les résistances des fils des con-
- Fig. 1
- nexions, qui ne sont pas négligeables par rapport à celle de l’accumulateur, les deux bornes de celui-ci et celles de la résistance R sont reliées à 4 godets de mercure. En plaçant l’extrémité du téléphone dans chacun d’eux, on fait 4 pointés sur le fil divisé et on obtient ainsi les deux longueurs de fil dont le rapport est égal à celui des résistances que l’on compare.
- Cette méthode permet naturellement d’employer un courant de charge de même intensité que le courant usuel.
- La résistance auxiliaire étant de 0,0033 ohm, M. Boccali a obtenu les valeurs suivantes pour la résistance d’un accumulateur Farbaky-Schenek de 13 plaques de 27 centimètres sur 20 centimètres placées à 7 millimètres d’écartement.
- Après 2 heures de charge....... 0,0017 ohm
- — 4 — — ...... 0,0015 —
- 5 — — ...... 0,0022 —
- — r< — — ... 0,0034 —
- L’augmentation de résistance des deux dernières mesures provient du dégagement des gaz.
- Mesure dé la résistance d’un accumulateur pendant la décharge. — La disposition est identique à la précédente, sauf que le fil /doit être assez fort pour supporter le courant de décharge sans chauffer, et que la dynamo D est remplacée par un interrupteur à manivelle. En le mettant en rotation rapide, on produit des ondulations du courant de décharge qui permettent d’effectuer la mesure à l’aide du téléphone.
- Pour rendre insensibles les variations de l'intensité du courant de décharge qui résultent de la rotation de l’interupteur, il suffit de donner à la partie du circuit qui le renferme une résistance suffisamment élevée.
- Dans ses mesures, M. Boccali employait une résistance de 2 ohms environ, tandis que celle de l’étalon de comparaison était de 0,007 ohm. Le courant de décharge était aussi de 17 ampères et de 1,5 ampères seulement dans le circuit de l’interrupteur.
- Mesure directe de la résistance de l'arc voltaïque. — La même disposition que ci-dessus peut être employée. Mais, par suite de la grande résistance au passage de l’arc, pour que le courant de la dynamo ne passe pas en entier dans le fil divisé du pont, il faut que celui-ci ait une résistance considérable.
- Une résistance métallique chauffant beaucoup trop, M. Boccali l’a remplacée par une auge à section triangulaire remplie d'une solution de sulfate de .cuivre. En variant le niveau du liquide dans l’auge, on peut modifier sa résistance à volonté.
- Le téléphone est placé dans le pont; une de ses bornes est reliée à demeure au point de connexion de la résistance étalon et de la lampe, l’autre est fixée à une tige de cuivre que l’on plonge dans le bain de sulfate de cuivre. Le pointé se fait comme plus haut et correspond au bruit téléphonique minimum.
- Les ondulations du courant de la machine suffisent pour actionner le téléphone. Les variations de résistance de l’arc voltaïque rendent inutiles l’élimination de la résistance des connexions. On détermine celles-ci au préalable.
- L’auge employée par M. Boccali était constituée par deux lames de verre de40 centimètres de Ion-
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- gueur sur 40 millimètres de largeur inclinées l’une sur l’autre de 60 degrés, cimentées et rendues étanches à l'aide d’un enduit à base de résine. Des mesures précises ont montré que les résistances de ce bain étaient proportionnelles aux longueurs à 3 0/0 près sans que la construction de l’appareil eût été spécialement soignée.
- Si l’entretien de l’arc voltaïque s’effectue avec le courant d’une batterie d'accumulateurs placée à la place de la dynamo, on produit des ondulations suffisantes dans l’intensité du courant en plaçant en dérivation sur les bornes de l’accumulateur une résistance considérable (1000 ohms) munie d'un interrupteur.
- A. P.
- Expériences sur les courants alternatifs de très
- haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par N. Testa O.
- En général, la plupart des expériences faites d’ordinaire avec une machine statique peuvent être répétées avec une bobine d’induction actionnée par des courants alternatifs rapides; mais, les effets produits sont beaucoup plus frappants parce qu’ils sont d’une puissance incomparablement plus grande.
- Quand on attache à l’une des bornes de la bobine un bout de fil ordinaire recouvert .de coton (fig. 12), les rayons qui émanent de tous ses points sont assez intenses pour produire un effet lumineux considérable.
- Quand le potentiel et la fréquence sont assez élevé, un fil isolé à la gutta ou au caoutchouc placé de même, semble recouvert de lumière. Un fil fin nu attaché de même, émet de puissants rayons et vibre en produisant un effet singulier (fig. 13).
- Une autre particularité de la décharge alternative rapide de la bobine est la manière tout à fait différente dont elle se comporte aux pointes et aux surfaces arrondies.
- Quand au pôle positif d’une machine statique, on attache un conducteur terminé d’un bout par une boule et de l’autre par une pointe, toute la charge se perd pratiquement par la pointe en raison de la tension beaucoup plus grande par suite du rayon de courbure. Un pareil conducteur étant attaché au contraire au pôle de la bobine
- d’induction, on verra qu'avec de très hautes fréquences, les rayons émanent presque autant de 1s boule que de la pointe (fig. 14).
- 11 est à peine concevable qu’on puisse produire un pareil effet à un aussi haut degré qu’avec une machine statique, par la raison simple que la tension croît comme le carré de la densité qui est elle-même proportionnelle au rayon de courbure; aussi, avec un potentiel constant, il faudrait une
- Fig. 12. — Rayons lumineux émanant d’un fil couvert de coton.
- charge énorme pour que les rayons émanent autant de la boule que de la pointe. Avec la bobine d’induction et la décharge qui change rapidement de sens, c'est différent; on a affaire avec deux tendances opposées. Celle d'abord à la rupture qui existe dans l'état constant et dépend du rayon de
- Fig. 13. —Aspect d’un fil attaché au pôle de la bobine.
- courbure; et, en second lieu, la tendance à se répandre vers la surface de l’air ambiant par l’action condensante qui dépend de la surface; l’une est maxima tandis que l’autre est minima.
- A la pointe, la traînée lumineuse est due principalement aux molécules d’air qui y viennent toucher; elles sont attirées et repoussées, chargées et déchargées, et leur charge atomique variant ainsi, elles vibrent et émettent des ondes lumineuses.
- A la boule, au contraire, nul doute que l'effet est à un haut degré produit par induction, les
- (!) La Lumière Electrique du 15 août 1891, p. 330.
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- molécules d’air ne venant pas nécessairement au contact de la boule quoique qu’elles le fassent indubitablement. Pour s'en convaincre, il suffit seulement d’exalter l’action condensante, par exemple en entourant la boule à une certaine distance par un conducteur meilleur que le milieu ambiant et isolé naturellement; ou bien encore, en la recouvrant d’un diélectrique et approchant un conducteur isolé; dans les deux cas, les rayons passent plus nombreux et plus la boule est grande pour une fréquence donnée ou plus haute est la fréquence plus la boule l’emporte sur la pointe.
- Mais, comme il faut une certaine intensité d’action pour que les rayons soient visibles, il est évident qu’on ne doit pas prendre pour l’expérience une boule trop grosse.
- En raison de ces deux tendances opposées, on
- Fig. 14. — Effet d’une boule et d’une pointe.
- peut produire avec des pointes des effets identiques à ceux de la capacité. En attachant par exemple au pôle de la bobine un bout de fil présentant des aspérités et donnant facilement lieu à des pertes, on peut élever le potentiel de la bobine à la même valeur qu’en attachant au pôle une boule d’une surface beaucoup plus grande que celie du fil.
- On peut faire une expérience intéressante montrant l’effet des pointes de la façon suivante : on attache à l'une des bornes un fil couvert de coton d’environ deux pieds de longueur et on règle les conditions de façon que les rayons émanent du fil; pour cette expérience, il vaut mieux que l’enroulement primaire n’entre qu’à moitié dans la bobine secondaire. On relie la borne libre de la bobine à un objet conducteur tenu à la main ou à un corps isolant d’une certaine dimension; on augmente ainsi beaucoup le potentiel et l’effet produit est ou bien d’augmenter ou bien de diminuer le rayonnement. S’il y a augmentation, le fil est trop court; s'il y a diminution, c’est qu’il est trop long, En réglant sa longueur, on trouve une
- situation où le rayonnement ne change bas quand on touche la borne libre; dans cette situation, l’augmentation de potentiel est compensée par la perte dans l’enroulement. On observëfa que de faibles différences dans la longueur du fil produisent beaucoup d’effet sur la grandeur et l’éclat des rayons. L’enroulement primaire est placé de côté pour deux motifs; pour augmenter d’abord le potentiel du fil, et en second lieu pouraugmenter l’écoulement par la bobine; la sensibilité est ainsi accrue.
- 11 y a encore une autre particularité plus frappante de la décharge en aigrette produite par les courants rapidement alternatifs. Pour l'observer, il est bon de remplacer les bornes ordinaires de la bobine par deux colonnes métalliques isolées par
- Fig. 15. — Aspect d’une puissante décharge en aigrette de la bobine.
- une bonne épaisseur d’ébonite. 11 est bon aussi de boucher les joints et les fentes avec de la cire, afin que l’aigrette ne puisse passer qu'au sommet des colonnes.
- Quand ces conditions sont soigneusement remplies, ce qui est laissé à la sagacité de l’expérimentateur, et quand le potentiel atteint une énorme valeur, on peut produire deux aigrettes de plusieurs pouces de longueur, presque blanches à la base et qui dans l’obscurité ressemblent à deux flammes de gaz s’échappant sous pression (fig. 15). Mais elles ne font pas que ressembler : ce sont de véritables flammes, car elles chauffent. Assurément elles ne sont pas chaudes comme celles d’un bec de gaz, mais elles le seraient si le potentiel et la fréquence étaient suffisamment élevés. Produites avec, par exemple, vingt mille alternances par seconde, leur chaleur est facilement perceptible quand même le potentiel n’est pas très élevé.
- La chaleur développée est due naturellement au choc des molécules d’air entre elles et contre les
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- bornes. Comme, aux pressions ordinaires, le libre parcours moyen est très petit, il est possible que malgré l’énorme vitesse initiale imprimée à chaque molécule venant au contact de la borne, son mouvement soit assez retardé par la rencontre des autres molécules pour qu’elle ne s’éloigne pas de la borne et la touche plusieurs fois de suite successivement. Plus la fréquence est haute et moins la molécule peut s’éloigner et plus elle le peut, et moindre est le potentiel nécessaire pour un effet donné; on peut concevoir, et peut-être obtenir, une fréquence pour laquelle la même molécule frappe pratiquement la borne.
- Dans de telles conditions, l’échange des molécules serait très lent et la chaleur produite au voisinage immédiat du pôle excessive. Mais en faisant toujours croître la fréquence, la chaleur produite diminuerait pour des raisons évidentes.
- Au pôle positif d’une machine statique, l’échange des molécules est très rapide, le üux est de direction constante et il y a moins de rencontres; aussi l’effet calorifique doit-il être faible. Tout ce qui implique la facilité des échanges doit augmenter la chaleur locale produite.
- Ainsi, en tenant une ampoule au-dessus du pôle de façon à entourer l’aigrette, l’air qui y est contenu est rapidement porté à une haute température. Si c’est un tube de verre qu’on tient autour de l’aigrette, laissant le courant d’air chaud porter l’aigrette en haut, l’air chaud s’échappe au bout du tube; tout objet tenu dans-le voisinage de l’aigrette s’échauffe rapidement et suggère la possibilité d’utiliser ces effets calorifiques.
- En observant ce phénomène singulier de l'aigrette chaude, on ne peut s’empêcher d’être convaincu que le même fait se produit dans la flamme ordinaire et il semble étrange,-après des siècles passés à voir des flammes, que nous soyons conduits dans ce siècle de lumière électrique à reconnaître que nous avons eu de tous temps à notre disposition la lumière et la chaleur électriques.
- 11 n’est pas non plus sans intérêt de remarquer que nous avons le moyen de produire — autrement que par des procédés chimiques — une véritable flamme donnant lumière et chaleur sans combustion matérielle, sans mécanisme chimique et que nous n’avons besoin pour cela que de perfectionner nos méthodes de production des hautes fréquences et des hauts potentiels. Je ne doute pas que si le potentiel pouvait varier assez rapide-
- ment et fortement, l'aigrette formée au bout du fil perdrait son caractère électrique et deviendrait comme une flamme. La flamme doit être due à une action moléculaire électrostatique.
- Ce phénomène explique d’une façon presqu’in-dubitable les accidents fréquents qui arrivent pendant les orages. On sait que souvent des objets prennent feu sans que la foudre les frappe; on peut se rendre compte comment cela arrive. Sur un clou, un toit ou sur une aspérité quelconque rendue plus ou moins conductrice par l'humidité une forte aigrette peut apparaître. Que la foudre tombe dans le voisinage, le potentiel peut varier énormément et peut-être plusieurs milliers de fois par seconde; les molécules d’air sont violemment attirées ou repoussées et leurs chocs peuvent produire un tel échauffement que le feu prenne.
- Fig. 16. — Fil incandescent vibrant dans un tube raréfié.
- Quand on voit, avec les fréquences relativement faibles des alternateurs et avec des potentiels qui ne dépassent pas quelques centaines de volts, les effets calorifiques puissants produits, on s’imagine combien plus puissants peuvent être ceux produits avec des potentiels et des fréquences bien plus grandes, et l’explication précédente semble au moins très probable. D’autres semblables peuvent avoir été déjà proposées, mais je ne pense pas que jusqu’à présent les effets calorifiques d’une aigrette produite par un potentiel alternatif rapide aient été démontrés expérimentalement ou du moins sur une pareille échelle.
- En empêchant complètement l’échange des molécules d’air, l’effet calorifique total peut être accru au point de porter un corps à l’incandescence. Ainsi, par exemple, un petit bouton, ou mieux un fil fin enfermé dans un tube raréfié et relié à la borne de la bobine, peut être rendu incandescent. Le phénomène devient plus curieux par le mouvement circulaire rapide de l’extrémité
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- du fil qui offre l’aspect (fig. 16) d’un entonnoir lumineux qui s’élargit quand on accroît le potentiel. Lorsque le potentiel est faible, l’extrémité du filament peut avoir des mouvements irréguliers et changeants ou décrire une ellipse; mais quand le potentiel est élevé il tourne toujours en cercle, et c'est ce que fait généralement un fil droit attaché par un bout au pôle de la bobine.
- Ces mouvements sont naturellement dus au choc des molécules et à l’irrégularité de la distribution du potentiel causée par la rugosité ou la dissymétrie du fil ou du filament; avec un fil parfaitement symétrique et poli, il est probable qu’ils ne se produiraient pas.
- 11 est évident que le mouvement n’es pas dû à une autre cause, puisqu'il n’a pas une direction définie et cesse complètement dans un tube très raréfié. La possibilité de porter à l’incandescence un corps enfermé dans un tube raréfié et même un corps non renfermé semble offrir un moyen possible d’obtenir des effets lumineux qui, en perfectionnant la production des potentiels rapidement alternatifs, pourront servir utilement.
- En employant une bobine du commerce, on parvient difficilement à produire ces effets puissants d'aigrette, car, pour les fréquences et les potentiels énoncés qu’ils exigent, le meilleur isolement peut manquer. D’ordinaire les bobines sont assez bien isolées d’une spire à l’autre, car des fils à double couverture de soie paraffinée supportent parfaitement une pression de plusieurs milliers de volts; la difficulté est principalement d’empêcher les ruptures entre les enroulements primaire et secondaire, qui sont beaucoup facilitées par les rayons émanant de ce dernier.
- Dans la bobine l’effort grandit naturellement de section en section, mais généralement, dans les grandes bobines, il y a assez de sections pour que le danger ne soit pas grand. On n’éprouvera pas habituellement de difficulté dans ce sens, et de plus la tendance de la bobine à s’endommager est beaucoup réduite par le fait que l’effet produit souvent est un échauffement graduel qu’on ne manquera pas d’observer à temps. La principale nécessité est d’éviter les traînées de rayons entre le primaire et le tube, non seulement à cause de réchauffement et du dommage possibles, mais aussi parce que les rayons peuvent diminuer beaucoup la différence de potentiel utilisable entre les pôles. Quelques mots sur la façon d’y parve-
- nir paraîtront probablement utiles pour la plupart de ces expériences avec la bobine d’induction ordinaire.
- L’un des moyens est d’enrouler un primaire assez court (fig. 17 A) pour que la différence de potentiel à ses extrémités ne soit pas assez grande pour déterminer le passage des rayons au travers du tube. La longueur du primaire est à déterminer par expérience; les extrémités de la bobine aboutissent à chaque extrémité à travers des bouchons isolants, comme le montre la figure 17 A.
- Dans cette disposition, un pôle de la bobine communique avec un corps dont la surface est déterminée avec le plus grand soin de façon à produire le plus haut potentiel.
- A l’autre pôle il se produit une puissante aigrette dont on peut se servir pour les expériences.
- Fig. 17 A. — Disposition de la bobine produisant une décharge puissante en aigrette.
- Le dispositif ci-dessus nécessite l’emploi d’un enroulement primaire relativement de faible dimension et il susceptible de chauffer quand on veut produire pendant un certain temps des effets puissants. En pareil cas il vaut mieux employer un plus fort enroulement (fig. 17 B), et l’introduire par un côté du tube jusqu’à ce que les rayons apparaissent. Dans ce cas le pôle secondaire le plus voisin peut être relié au primaire ou à la terre, ce qui revient au même pratiquement si le primaire est relié directement à la machine. Avec des liaisons à la terre il est bon de déterminer expérimentalement la fréquence la plus convenable dans les conditions de l’essai. Un autre moyen d’éviter plus ou moins les rayons est de sectionner le primaire et de l’actionner séparément par des sources isolées.
- Dans plusieurs de ces expériences, quand on désire de puissants effets pendant peu de temps, il est avantageux d’employer des noyaux de fer avec les enroulements primaires. En pareil cas,
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- un très grand enroulement primaire peut être placé côte à côte avec le secondaire, le pôle le plus voisin de ce dernier communiquant au primaire, et l’on introduit un noyau de fer lamellaire au travers du primaire dans le secondaire autant que le permettent le traînées de rayons. On obtient dans ces conditions, à l’un des pôles de la bobine, une aigrette excessivement puissante de plusieurs pouces de longueur, qu’on peut véritablement appeler un feu Saint-Elme et qui produit des effets saisissants. C’est un ozoni-seur puissant qui suffit à remplir en quelques minutes toute une salle de l’odeur d’ozone et qui possède certainement la propriété d’exalter les affinités chimiques.
- Pour la production de l’ozone, les courants alternatifs de très haute fréquence sont éminem-
- Fig. 17 B. — Disposition de la bobine pour la décharge intense en aigrette. Feu Saint-Elme. ,
- ment convenables, non seulement par .suite des facilités de conversions qu’ils offrent, mais par ce fait, confirmé indubitablement par l’observation, que l’action ozonisante d’une décharge dépend de la fréquence autant que le potentiel.
- Dans les expériences où l’on se sert d’un noyau de fer, il faut veiller soigneusement, parce que celui-ci est susceptible de chauffer beaucoup en très peu de temps. Pour donner une idée de cet échauffement rapide, je dirai qu’en faisant passer un courant puissant dans un enroulement de quelques tours sur un barreau de fils de fermince, il suffit d’une seconde pour le chauffer vers 100 degrés centigrades.
- Mais ce rapide éc.hauffement ne'doit pas dissu a-der de se servir des noyaux de fer avec les courants alternatifs rapides. Je suis depuis longtemps convaincu que dans les distributions industrielles par transformateurs une disposition du genre suivant sera praticable.
- On pourra se servir d’un noyau de fer relative-
- ment petit, et peut-être même pas subdivisé, et l’entourer d’une épaisseur considérable de matière isolante, incombustible et mauvaise conductrice de la chaleur, et puis disposer autour les enroulements primaire et secondaire. En employant de hautes fréquences ou de grandes forces magnétisantes l’hystérésis et'les courants parasites pourront chauffer le fer au point de l’amener à son maximum de perméabilité, au point où, comme l’a montré Hopkinson, celle-ci est seize fois plus grande qu’à la température ordinaire. Si le fer est bien entouré, la chaleur ne le détériorera pas, etsi la garniture en matière incombustible est assez épaisse, il n’y aura qu’une quantité limitée d’énergie rayonnée malgré la température. J’ai construit des transformateurs dans ce genre, mais faute de temps ils n’ont point été bien essayés.
- Fig. 18. — Bobine donnant une très haute différence de potentiel.
- Un autre moyen de disposer le noyau de fer pour les alternances rapides ou, généralement parlant, de réduire les pertes de frottement, consiste à produire une aimantation continue de sept ou huit mille lignes par centimètre carré dans le noyau et puis de fonctionner avec de faibles forces magnétisantes et surtout de hautes fréquences au voisinage de la plus grande perméabilité. On obtiendra ainsi un plus grand rendement de transformation et une plus grande puissance. J’ai employé ce principe dans des machines où il n’y a que peu de projections polaires; l’avantage n’est pas considérable, mais quand le nombre en est très grand, on peut obtenir le taux voulu de variations sans s’éloigner beaucoup du point où la perméabilité est maxima, et le gain est considérable.
- Les dispositifs ci-dessus décrits se rapportent à des bobines commerciales de construction ordinaire. Si l’on désire construire une bobine spéciale pour ces expériences et susceptible de sup-
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- porter la plus grande différence de potentiel possible, on trouvera avantageuse la construction indiquée figure 18. La bobine, dans ce cas, se compose de deux parties indépendantes enroulées en sens contraire et dont la liaison se fait au voisinage du primaire. Le potentiel au milieu étant zéro, il y a moins de tendance à rupture et il faut moins d’isolement; dans certains cas pourtant, le point milieu peut communiquer avec le primaire ou avec la terre. Une pareille bobine, dont les points au potentiel le plus différent sont très éloignés, est susceptible de supporter un énorme effort. Les deux parties peuvent être mobiles, de façon à permettre un léger ajustement de la capacité.
- Quant à l’isolement de la bobine, on trouvera avantage à procéder comme suit. On fait d’abord bouillir le fil dans la paraffine jusqu’à expulsion de l’air; puis on l’enroule en le faisant passer dans de la- paraffine fondue, pour le fixer. On enlève ensuite le fil de la bobine et on le plonge dans un vase cylindrique rempli de cire pure fondue où on le fait bouillir jusqu’à ce que les bulles cessent. On laisse le tout refroidir lentement, et la masse prise, sortie du vase, est travaillée sur le tour. Une bobine ainsi construite est capable de supporter d’énormes potentiels.
- On pourra trouver avantageux de plonger la bobine dans de l’huile de paraffine ou d’une autre sorte; c’est un très efficace moyen d’isolement, surtout à cause de l’exclusion parfaite de l’air, mais on s’apercevra, après tout, qu’un vase rempli d’huile n’est pas d’un maniement commode dans un laboratoire.
- Pour une bobine ordinaire démontable, on peut retirer le primaire du tube, plonger la bobine dans un vase plein d’huile et y remettre le primaire; ceci donne un isolement excellent et empêche la formation des rayons.
- E. R.
- (A suivre.)
- Influence de l’aimantation sur les propriétés thermo-électriques du fer et du nickel, par M. P. Bachmetiev (*).
- Les recherches de Thomson ont démontré que lorsqu’on échauffe en son milieu un fil de fer couvert sur une de ses moitiés d’une spirale ma-
- gnétisante, il se produit un courant thermo-électrique allant, à travers le fil, de la partie non aimantée à la partie aimantée; quand l’aimantation est transversale, le sens du courant est inverse; enfin, quand l’aimantation est transversale sur une moitié et longitudinale sur une autre, le courant va de la première moitié à la seconde à travers le fil. Le nickel se conduisait d’une façon opposée.
- Ces résultats ont été vérifiés sur dés tiges de fer par MM. Strouhal et Barus avec des forces magnétisantes plus intenses, la force électromotrice thermo-électrique restant toujours très faible.
- D’après la théorie des aimants moléculaires ou des courants d’Ampère, qui les remplacent, le fer dans lequel les aimants moléculaires sont orientés parallèlement à l’axe serait donc positif au point de vue thermo-électrique vis-à-vis de celui dans lequel ils sont dirigés équatorialement transversalement. La différence des conductibilités thermique et électrique du fer et du nickel suivant qu’ils sont ou non aimantés pourrait avoir la même cause.
- Des fils de fer et de nickel, tendus ou non tendus, se comportent également de la même façon vis-à-vis l’un de l’autre. Le courant thermo-électrique produit par échauffement du point de contact va, dans le premier métal, d’une partie à l’état naturel à une partie tendue, et dans le second métal en sens inverse.
- D’après Joule, des fils de fer à l'état naturel s’allongent quand on les aimante, des fils tendus s’allongent moins, des fils fortement tendus se raccourcissent ; c’est le contraire pour les fils de nickel ; l’auteur a pensé que le courant thermoélectrique produit en chauffant le point de jonction du fer non aimanté et du fer aimanté irait en s’affaiblissant à mesure qu’on tendrait le filet finirait par changer de signe. C’est ce que les expériences suivantes ont vérifié..
- Le fil à étudierest placé à l’intérieurd’une bobine de 358 millimètres de long, constituée par deux couches de fil de cuivre de 8 millimètres de diamètre faisant 225 tours. A ses deux extrémités il était contourné en forme d’anneau, et à ces deux anneaux étaient soudés des fils de cuivre. L’extrémité supérieure se trouvait dans une boîte de laiton ronde fermée de tous côtés; deux fils de fer horizontaux de même diamètre étaient soudés aux deux extrémités du fil vertical à peu de dis-
- 4) IViedemann's Annalcn, août 1891.
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- tance des deux anneaux, par l’intermédiaire de deux fils de cuivre de 10 millimètres de long, de façon que le fil vertical fût pendant l’aimantation isolé des deux autres aux point de vue magnétique.
- Les fils horizontaux étaient renfermés à l’intérieur de spirales semblables ; • leurs extrémités, reliées au galvanomètre par l’intermédiaire d’un commutateur, étaient plongées dans un vase rempli d’eau à la température de io°.
- L’extrémité inférieure du fil de fer vertical était également plongée dans un vase contenant de l’eau à la même température et muni d’un tube latéral entourant l’un desfils horizontaux. L’extrémité supérieure était, ainsi que le fil horizontal correspondant, chauffée à la vapeur dans la boîte de laiton.
- L’aimantation du fil vertical se mesurait à l’aide des courants d’induction. La spirale magnétisante verticale était recouverte sur toute sa longueur d’une couche de fil de cuivre fin (2-r = 0,5 mm.) dont les extrémités étaient reliées à un galvanomètre. On observait l’induction due à la seule bobine magnétisante et on faisait la différence.
- Soient 1 le courant d’induction produit par l’ouverture et la fermeture du courant magnétisant, (toujours dans le même sens), L celui que produit une première fermeture du courant magnétisant (en sens inverse), déduction faite de l’influence de la bobine, on a :
- M, = —^ K, M, — I R Mr == ,
- Mj étant le magnétisme total M* -)- M,., Mt le magnétisme temporaire, M,. le magnétisme rémanent, K une constante.
- Tous les fils étaient, avant les expériences, tendus d’abord par les poids les plus- considérables pour rendre aussi identiques que possible les fils horizontaux et verticaux.
- Voici la marche générale d’une expérience :
- Après avoir fait passer de la vapeur pendant 10 minutes dans la boîte de laiton on fermait sur le galvanomètre les extrémités des fils horizontaux; il se produisait toujours un courant thermo-électrique, dû vraisemblablement à l’existence de magnétisme rémanent; on renversait plusieurs fois le courant magnétisant jusqu’à ce que le galvanomètre restât au zéro quand on fermait le circuit.
- On fermait alors de nouveau le courant magnétisant (4 fois) et on notait chaque fois la déviation. On mesurait ensuite le courant induit et le courant magnétisant, puis on opérait eu donnant à ce dernier une autre valeur, et ainsi de suite.
- Dans une autre série d’expériences dans lesquelles le fil de fer était tendu, l’intensité du champ magnétisant restait constante tandis qu’on faisait varier le poids tendeur.
- L’auteur donne de nombreux tableaux, résumé de ses expériences, de l’examen desquels il tire les conclusions suivantes :
- L’influence de l’aimantation sur les propriétés thermo-électriques du fer et du nickel peut être affaiblie et même annulée.
- Si le magnétisme pouvait de lui-même produire une modification des propriétés thermoélectriques, cette influence devrait être maxima dans le cas du fer tendu, puisque dans cet état le fer possède sa susceptibilité magnétique maxima; en fait, on observe au contraire que les propriétés thermo-électriques du fer ne changent pas quand il est dans cet état.
- De la comparaison des résultats obtenus dans le premier travail avec ceux des recherches précédentes, il résulte que quand le fer ou le nickel résonnent sous l’influence d’une aimantation intermittente, leurs propriétés thermo-électriques sont influencées par l’aimantation; mais dès que le son produit s’affaiblit (par exemple, par suite de la tension), l’influence de l’aimantation sur les propriétés thermo-électriques s’affaiblit et enfin s’annule qnand l’aimantation intermittente ne peut plus produire de son.
- On sait déjà que les sons magnétiques dépendent des variations de longueur (et aussi des variations de diamètre) des tiges de fer ou de nickel ; il en résulte que l’influence de l’aimantation sur les propriétés thermo-électriques de ces métaux n’est qu’indirecte, qu’elle ne résulte que des variations de la longueur, c’est-à-dire de la distance des aimants moléculaires, et qu’elle ne s’explique pas par le fait de l’aimantation en lui-même, c’est-à-dire seulement par l’orientation relative des molécules dans la masse magnétique; en d’autres termes, que les aimants moléculaires soient, à l’intérieur de la masse, dirigés parallèlement ou perpendiculairement à l’axe, cela n’a, en soi, aucune influence sur les propriétés thermo-électriques de la masse.
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- Le fait que l’aimantation agit en sens contraire sur les propriétés thermo-électriques d’une tige de fer très fortement tendue et sur celles d’une tige à l’état libre prouve que le fer a, dans le premier état, des propriétés analogues à celles du nickel ; c’est une vue que l’auteur a déjà émise souvent, et qui se trouve vérifiée ici une fois de plus.
- En s’appuyant sur cette analogie, on peut pré voir avec beaucoup de vraisemblance les phénomènes suivants :
- L’influence de l’aimantation sur les propriétés thermo -électriques du nickel sera affaiblie parla compression mécanique exercée dans le sens de l’axe; elle s’annule quand la tige atteint sa per méabilité maxima et donne lieu, quand on aug mente encore la compression, à des phénomènes de sens inverse, c’est-à-dire semblables à ceux du fer libre.
- Le courant thermo-électrique va du fer comprimé longitudinalement au fer non comprimé (à travers la partie chauffée).
- L’influence de l’aimantation sur les propriétés thermo-électriques du fer sera affaiblie par la compression mécanique de la tige et s'annulera avec la perméabilité du fer.
- Le courant thermo-électrique ira de la tige de fer comprimée longitudinalement à la tige tendue longitudinalement, ou, ce qui revient au même, du fer tendu transversalement au fer tendu longitudinalement.
- L’aimantation exercera une influence sur les propriétés thermo-électriques de tous les corps qui résonnent sous l’influence d’une aimantation intermittente; il est donc possible, en partant de la direction du courant thermo-électrique, de déterminer si le corps présente la « contraction » ou la « dilatation magnétique », en considérant le schéma, qui représente, d’après l’auteur, la relation entre les poids atomiques des éléments et leurs propriétés thermo-électriques.
- Les résultats des présentes recherches sont donc les suivants :
- 1. La force électromotrice d’un élément constitué de fer non aimanté et de fer aimanté longitudinalement croît un peu plus lentement que la racine carrée du magnétisme temporaire.
- 2. Elle croît en proportion directe de la force magnétisante.
- 3. Elle dépend en outre de l’intensité de la tension mécanique longitudinale du fil magnétique, ,
- et de la façon suivante : plus la tension est considérable, plus l’influence du magnétisme sur la force électromotrice thermo-électrique 'est faible; pour une certaine valeur de la tension, l’influence de l’aimantation est nulle; quand la tension croît encore, l’action change de signe, c’est-à-dire que le courant thermo-électrique ne va plus du fer non aimanté au fer aimanté, mais en sens inverse.
- 4. L’aimantation n’a pas d’influence sur la force électromotrice d’un élément composé de fer tendu et de fer non tendu, quand le fer tendu ne change pas de longueur sous l'influence de l’aimantation.
- 5. Le courant thermo-électrique va du fer aimanté longitudinalement au fer non aimanté, quand le fer se raccourcit sous l’influence de l’aimantation, c’est-à-dire quand il se comporte comme le nickel libre.
- 6. La direction de l’aimantation longitudinale n’a aucune influence sur la direction du courant thermo-électrique dans un couple composé de fer aimanté longitudinalement et de fer non aimanté.
- 7. La force électromotrice thermo-électrique d’un élément composé de fer non tendu et de fer tendu longitudinalement augmente avec la dilatation du fer, atteint un maximum, et ensuite diminue à mesure que la dilatation augmente.
- 8. Le maximum, pour un même fil de fer, est plus faible quand on ajoute les poids que quand on les enlève.
- 9. L’influence de l’aimantation longitudinale sur les propriétés thermo-électriques du nickel est diminuée quand le métal est soumis à une tension.
- 10. La variation des propriétés thermo-électriques du nickel sous l’influence de l’aimantation est d’autant plus faible que la force magnétisante est moins intense.
- 11. Toutes choses égales d’ailleurs, les propriétés thermo-électriques sont modifiées plus énergiquement par l’aimantation dans le fer que dans le nickel.
- 12. Le magnétisme n’a aucune action propre sur les qualités thermo-électriques du fer ou du nickel; il n’agit qu’indirectement par suite des variations de longueur qu’il produit dans les tiges.
- C. R.
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- FAITS DIVERS
- M. Sprague, inventeur d'un moteur électrique dont nous avons eu plusieurs fois occasion de parler, a vendu ses brevets à la Compagnie Edison pour une somme de 5 millions de francs, dont la moitié revient à ses associés. Le reste lui étant acquis, cet habile inventeur compte au nombre des millionnaires de l'électricité.
- Lorsque Grant était président de la république, M. Spra-gue n'était encore qu'un officier d’un rang inférieur dans l'armée navale des Etats-Unis. Aujourd’hui il s’est rendu acquéreur de la maison que Grant avait achetée aux jours de sa prospérité. Ces circonstances curieuses ont suggéré au Globe Démocrate de Saint-Louis, l’idée de publier quelques réflexions sur le nombre extraordinaire d’électriciens qui ont fait fortune et comptent parmi les millionnaires de l’autre côté de l’Atlantique.
- Le plus riche de tous ces opulents inventeurs est sans contredit Graham Bell, dont la fortune dépasse certainement 50 millions de francs, et même 100, suivant certaines personnes. Ensuite vient Edison, puis Brush et Elihu Thomson, qui tous trois sont des millionnaires de dollars. On en compterait encore un grand nombre parmi les capitalistes qui, sans être eux-mêmes inventeurs, ont eu le mérite de -comprendre que de tous les pîacers les plus riches et les plus faciles à exploiter sont ceux de l’industrie électrique.
- Mais il n’en est pas tout à fait de même de ce côté de l’Atlantique et surtout en France. Le nombre des inventeurs qui ont eu la bonne fortune de M. Gramme est excessivement restreint.
- , Comme nous le disions à propos de la célébration du centenaire de la loi des brevets d’inrvention, l’auteur du premier régulateur’mécanique habite encore Paris, le théâtre .de ses anciens essais, et il y est presque réduit à la mendicité.
- L’inventeur d’une des meilleures machines magnéto-électriques était un ancien ouvrier cordonnier qui est mort laissant dans la misère une veuve chargée d’enfants;.l’invention du gyroscope électro-magnétique, à laquelle il a participé, ' n’a pu être protégée en France. C’est seulement en Amérique qu’on a compris que les courants alternatifs pouvaient être employés comme compteurs d’énergie. L’inventeur des transformateurs est mort fou à Sainte-Anne. Celui des accumulateurs n’a fait que diminuer la fortune dont il avait hérité. II en est de même de l’inventeur du premier régulateur ‘complètement automatique à courant .continu.
- La Compagnie d’Orléans possède à Vitry une usine renfermant des caves. Il s’agissait de donner le mouvement aux divers appareils servant à la manutention des vins dans ces caves*
- L’administration a décidé de créer une distribution électrique, et elle fait installer une machine compound à courant continu, mue par le moteur de l’usine.
- La machine adoptée est du système Rechniewski, donnant à la vitesse de 1200 tours un courant de 170 volts et de 82,5 ampères. Cette puissance électrique est utilisée soit à fournir la force motrice dont on a besoin dans le chai et le cellier, soit à assurer l’éclairage complet de l’usine,
- La force motrice est distribuée par deux réceptrices, munies de rhéostats permettant de régler leur vitesse suivant les variations du travail.
- Les appareils sont construits et disposés de telle façon que la marche des dynamos réceptrices n’ait aucune influence sur la régularité de l’éclairage.
- L’éclairage est obtenu par 7 régulateurs à arc d’une intensité de 8 ampères, placés dans les cours, et 3 régulateurs à arc d’une intensité de 4 ampères, placés dans le cellier et dans l’atelier d’enduisage des bâches. De plus, 10 lampes à incandescence de 200 bougies et 56 lampes à incandescence de 16 bougies éclairent les magasins et les autres ateliers.
- En outre, la transmission électrique de la force a été instal* lée par la Compagnie d’Orléans dans ses ateliers de Paris; elle met en mouvement dans la blanchisserie un tambour destiné au 'lessivage du gros linge.
- La force a été empruntée au moteur des scieries. Une machine génératrice Edison, de 20 ampères et de uo volts, à enroulement compound, alimente un moteur avec bobinage spécial; celüi-ci commande, au moyen d’un engrenage à vis sans fin, un tambour tournant à la vitesse de 75 tours à la minute; la vitesse de ce moteur est constante quelles que soient les variations de la force employée par les ateliers.
- La ligne réunissant les deux dynamos est formée de fils de cuivre de 10 millimètres carrés de section, recouverts à l’intérieur des bâtiments de matières isolantes et enfermés dans une moulure en bois avec couvercle.
- Le gouvernement anglais vient de publier le compte rendu des accidents survenus en 1890 sur le réseau ferré du Royaume-Uni. Si on se borne aux voyageurs, le nombre des morts est très restreint, puisqu’on n’en trouve que 118 sur un effectif de 817 millions, sans compter les porteurs de billets de saison. De plus, si on défalque de ces décès ceux qui sont imputables à des imprudences, on n’en trouve plus que 18 provenant de la marche des trains.
- Le nombre des accidents qui ont nécessité une enquête est de 53, sur lesquels 24, c’est-à-dire près de la moitié, sont dus à des collisions survenues dans des circonstances où les trains étaient protégés par des signaux fixes. C’est de ce côté que se porte l’attention des autorités britanniques, qui étendent de plus en plus l’usage du système du cantonnement absolu, dont nous avons nous-même réclamé l'application à la suite de l’accident de Saint-Mandé.
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- Le moment approche où, les délais accordés aux compagnies pour son application étant expirés, l’acte voté en 1889 par le parlément aura force de loi sur toutes les parties du réseau.
- Les résultats constatés en dépit des brouillards, qui rendent parfois les lignés anglaises si dangereuses, et qui s’améliorent d’année en année, montrent l’importance des progrès que lés signaux électriques et les manœuvres à distance permettent de réaliser. Nous n’avons rien exagéré lorsque nous les avons si chaudement recommandés.
- Mais, si le nombre des morts est restreint pour ce qui concerne les voyageurs ayant suivi les prescriptions faites au public, il n’en est pas de même de la mortalité due à l’imprudence qui s’élève à 1076 victimes, auxquelles il convient d’ajouter 4791 blessés.
- Le personnel des compagnies a perdu 459 agents, dont un grand nombre vivraient encore si les signaux électriques étaient mieux organisés. Il serait peut-être difficile de diminuer par leur moyen le nombre des suicidés (77), celui des individus écrasés sur les voies où ils s’étaient engagés sans droit (252), mais on pourrait espérer une diminution sur ,les 83 morts constatées dans des passages à niveau et les 47 victimes d’accidents de différente nature.
- M. Janssen avait l’intention de suivre les travaux de l’Association britannique pendant la session de Cardiff. Il avait témoigné de son intention de se rendre à cet effet dans la capitale du comté de Glamorgan. L’illustre astronome a envoyé un télégramme dans lequel il déclare, à son grand regret, que les travaux préparatoires pour l’érection de l’observatoire du Mont-Blanc le retiennent dans les Alpes plus longtemps qu'il ne le pensait, et qu’il ne lui est point possible de mettre son projet à exécution.
- Mais la création d’une station élevée à plus de 4000 mètres aurait une telle influence sur les progrès de l’analyse spectrale qu’il est persuadé que son ami M. Huggins, président de l’Association pour l’année 1891, sera le premier à l’excuser.
- Au nombre des inventions bizarres qui ont vu le jour dans ces derniers temps, il importe de citer une sonnette électrique mise à la disposition des morts dans le cas où n’étant qu’en catalepsie, ils reviendraient à la vie. Nous n’imiterons point nos confrères américains, qui croient devoir donner un dessin en règle d’un dispositif beaucoup trop facile à imaginer.
- Un de nos lecteurs nous fait remarquer que tout le voisinage serait sens dessus dessous si un rat venait par impossible à toucher le fil et à l’agiter. On croirait alors à une résurrection. Il est certain qu’avec les précautions en usage dans tous les pays civilisés on n’aboutirait qu’à ce genre de déception.
- L’ingénieur du funiculaire de Belleville ayant été interviewé par un rédacteur dé l'Eclair a fait remarquer à notre confrère que ce chemin est unique dans son genre, qu’il n’a qu’une seule voie, avec des croisements de distance en distance, ce qui nécessite un nombre considérable de poulies et augmente le frottement dans une proportion immense.
- Mais n’est-ce pas précisément pour cela que les autres funiculaires marchent et que celui de Belleville est en train de devenir légendaire?
- Les premiers travaux exécutés par une société récemment constituée à Chicago pour l’exploitation de la soudure électrique ont été la soudure dé tubes pour des machines à fabriquer la glace.
- La génératrice débité un courant de 300 volts et 150 ampères dans le circuit primaire du transformateur. Le temps total nécessaire à chaque soudure, y compris la manutention des pièces, ne dépasse pas; 15 secondes.
- Il faut une puissance de 55 chevaux pour souder deux tubes de fer de 5 centimètres de diamètre et d’une épaisseur moyenne.
- La Compagnie Thomson-Houston procède à l’établissement des tramways électriques de San-Francisco et San-Mateo.
- Lê matériel comprendra 6 génératrices de 80 kilowatts chacune et 30 cars, dont 15 actionnés chacun par 2 moteurs électriques de 15 chevaux et les 15 autres par 1 moteur de 25 chevaux.
- Sur le réseau d’exploitation actuellement en construction, lés points terminus sont distants de 42 kilométrés; mais la Société étudie le prolongement jusqu’à San-José, ce qui portera à 77 kilomètres la distance maxima des points terminus.
- L’été de 1891 continue la carrière orageuse du printemps. Il y aura eu un grand nombre de coups de foudre mémorables. Un de ceux qui resteront certainement fameux est celui qui a frappé les grands magasins militaires de Rathanow, ville du Brandebourg, à quelque distance de Postdam. Suivant le Petit Journal du 5 août, les bâtiments auraient brûlé. Cette catastrophe serait-elle semblable à celle de Purfleet, qui a excité tant d’émotion lors de l’invention des paratonnerres.
- On doit reconnaître que la théorie et la pratique de ces instruments ne sont pas toujours en progrès. Car nombre de physiciens sont aujourd’hui réfractaires aux principes qui sont appliqués généralement en France dans tous les bâtiments de l’Etat, où l’on n’entend jamais parler de semblables accidents.
- 11 n’est pas sans intérêt de rappeler qu’à la fin du dix-huitième siècle on n’avait pas inventé la doctrine de l’in-
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- fluence de la self-induction, mais les rois Georges III d’Angleterre et Frédéric II de Prusse étaient également opposés à la découverte de Franklin. Le premier croyait que pour rendre les paratonnerres efficaces il fallait les terminer par des boules, et le second avait si peu de confiance dans l’invention, américaine qu’il refusa d’en laisser placer sur son château de Sans-Souci.
- Il n’y a qu’en France, où l’Académie des sciences adopta l’invention avec enthousiasme, et à partir de la mort de l’abbé Nolîet, qui croyait préférable de se mettre sous cloche et de s’isoler sur un gâteau de résine, que l’on consentit à util ser l’importante invention de Franklin, et encore y eut-il beaucoup d'opposition.
- Nous trouvons dans le discours prononcé par M. Chanute, président de la Société des ingénieurs civils d’Amérique, devant la Convention annuelle de Chattanooga, de très intéressants détails sur les développements pris par la grande industrie delà construction des tunnels, dont notre compatriote Brunei fut, comme on ne l’a point oublié, le créateur. Ce genre de travaux si importants a traversé victorieusement une crise terrible dans laquelle il a failli succomber.
- En effet, il y a dix-sept ans, le tunnel que l’on creusait à Détroit a été abandonné, et le grand tunnel de l'Hudson à New-York même faillit être arrêté par un semblable motif, mais actuellement ce travail si important a été repris, et le travail sous la rivière Saint-Clair est poussé avec un remarquable succès. Ces opérations ont lieu l’une et l'autre par la méthode du bouclier, et une partie notable de la réussite doit être mise au compte de l'élèctridté.
- En effet, des échecs seraient presque inévitables si les ouvriers étaient réduits à travailler avec les lampes imparfaites dont on se contentait autrefois. L’on ne saurait dire trop haut que dans de semblables circonstances les dépenses d'éclairage représentent la meilleure de toutes les économies.
- La longueur du tunnel Saint-Clair est de 2000 mètres. Le bouclier est cyiindrique, d’un diamètre de 7 mètres, et poussé par 24 presses hydrauliques qui le font avancer à chaque coup de 50 centimètres, sous une pression qui ne dépasse jamais 3000 tonnes. Ce bouclier est partagé en douze compartimente. Les ouvriers travaillent sous une pression de 4 kilog. par centimètre carré. On a poussé nuit et jour chaque bouclier, avec une vitesse de 2 1/2 mètres, de sorte qu’il a suffi de dix-huit mois pour terminer l’œuvre considérée comme impraticable M. Chanute a également donné des faits de statistique qui sont excessivement curieux. En Asie, il n’y a encore que 400 mètres de lignes ferrées par chaque 10000 habitants. En Afrique, il y en a un peu plus de 500. Dans l’Amérique du Sud 6400 mètres, en Europe et en Australie 7200, et dans l’Amérique du Nord 37000. II est probable que les dévelopments de l’industrie électrique marcheront parallèlement avec cette progression.
- Si par impossible on payait tous les transports effectues aux Etats-Unis au taux usité avant l’invention des chemins de fer on arriverait au total de 60000 millions de francs. Les dépenses réelles ne s'élèvant pas à 5000 millions, l’éco-mie réelle réalisée en un an serait de 55 millions, c’est-à-dire une somme supérieure au capital absorbé par la construction des chemins de fer, en y comprenant les obligations. Il est vrai que le coût moyen d’un mille de voie est en Amérique de 300 000 francs seulement, tandis que, suivant M. Chanute, il est le double en Europe.
- Ajoutons que les Américains trouvent dans les tramways électriques qui circulent dans les villes, des compléments très pratiques de leurs chemins de fer.
- II y a dix ans, il y avait aux Etats-Unis 3500 milles de tramways, tous employant des chevaux ou des mules. Aujourd’hui il y a en a 9727, sur lesquels 2931 sont à traction électrique. Les câbles n’existent que sur 527 milles, et les moteurs à vapeur sur 554. Sur ce réseau électrique, où 4407 voitures à locomotives traînent environ 6000 voitures, le système de conducteurs aériens est presque le seul qui soit usité. L'exploitation a lieu sur des pentes de 7 à 14 0/0 et les vitesses obtenues varient de 10 à 18 kilomètres par heure.
- Un événement municipal d’une véritable importance vient de s’accomplir. Le préfet de la Seine a mis à l’enquête le projet de M. Berlier pour la construction d’un tramway électrique souterrain allant du bois de Boulogne au bois de Vincennés.
- La ligne projetée doit suivre l'avenue Bugeaud, l’avenue Victor-Hugo, la grande avenue des Champs-Elysées, traversera la placé de la Concorde, suivra la rue de Rivoli dans toute sa longueur, la rue Saint-Antoine, la rue de Lyon, le boulevard Didèrot, l’avenue DaumeSnil êt le cours de Vin cennes.
- La voie sera renferméê dans un tube en fonte, et du reste analogue aux voies souterraines de Londres, dont nous avons si souvent parlé.
- D’après YElectrical Review, de New-York, il y a dans le Royaume-Uni environ 1800 kilomètres de tramways, et, comme nous l’avons vu plus haut, beaucoup plus aux Etats-Unis. La différence s’explique par celle qui existe entre l’é^ tendue respective des deux pays. Mais en Amérique, près du tiers est exploité par des locomotives électriques, tandis qu’en Angleterre elles ne servent que sur environ 50 kilomètres, à peine la trentième partie du réseau. En outre, ni les câbles ni la vapeur ne sont fréquemment employés; c'est presque toujours avec des chevaux que la traction est effectuée.
- Suivant YElettricitay on a récemment appliqué un moteur électrique à la mitrailleuse Gasting, en rendant son fonctionnement en quelque sorte automatique. Cet appareil au-
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- tait été construit à la compagnie du moteur Crocker-Whee-ler, à la demande du département de la marine des Etats-Unis, et les résultats obtenus seraient positivement surprenants. La machine est mise en action par un courant de 80 volts et de 303 1/2 ampères, et son rendement est d’environ 80 0/0. Le moteur fait 150 révolutions par minute, temps suffisant pour tirer 1500 coups. C'est une rapidité beaucoup trop grande dans les circonstances ordinaires.
- En effet, la consommation de cartouches serait réellement prodigieuse, et l’on serait trop rapidement exposé à se trouver sans munitions, aussi la machine a-t-elle un modérateur qui permet de diminuer la vitesse à volonté. On peut aussi faire marcher la machine à main, et le changement s’opère en quelques secondes.
- En outre, circonstance bien importante à la guerre, la machine marche avec un seul servant lorsque l'on emploie l’électricité.
- Les télégraphistes allemands de la station de Kreuznach ont commis une erreur de transmission dans la dépêche annonçant l’arrivée à Paris du grand-duc Alexis. Ils ont lu le 10 août pour le il. Cette date ayant été annoncée par tous les journaux de Paris, une foule d’enthousiastes qui s’étaient rendus à la gare du Nord pour assister à l’arrivée du train de Cologne ont dû revenir le lendemain. Cette méprise, qui peut bien avoir été inspirée par le désir de provoquer une mystification, a donné lieu à beaucoup de commentaires.
- Depuis sa fondation, qui remonte à 1831, c’est la première fois que VAssociation britannique pour le progrès des sciences se réunit dans la ville de Cardiff, capitale du comté de Glamorgan. Cette circonstance tient à ce que la prospérité de cette ville est de date nouvelle, car il n’y a pas plus de quarante ans que les communications entre la ville et les mines avaient encore lieu à dos d’âne.
- L’impulsion fut donnée au développement de cette vieille cité par le marquis de Bute, lorsqu’il fit construire à ses frais le dock qui porte son nom, et qui lui coûta un million de livres sterling.
- Actuellement Cardiff ne le cède qu'à Liverpool pour le commerce avec les Etats-Unis d'Amérique. Cette circonstance donne à la session de 1891 tout l’éclat d’une véritable inauguration.
- La vieille capitale du Glamorgan, où le fils de Guillaume le Conquérant passa vingt-six années de sa vie en prison, et où naquit le père du roi Arthur de la Table ronde, va sans doute inscrire son nom dans les légendes de la science moderne.
- L’électricité servira à rattacher le présent au passé et à préparer l’avenir.
- Télégraphie et Téléphonie
- Le ministre du commerce et de l’industrie vient d’approuver deux conventions ayant pour objet :
- V L’établissement d'une ligne téléphonique destinée à rélier Toul à Nancy;
- 2° L’établissement d’une ligne téléphonique destinée à relier Garches à Saint-Cloud.
- Le navire télégraphique Faraday vient de procéder avec succès à la pose d’un nouveau câble anglo-germain de haute conductibilité. C’est, paraît-il, avec cette ligne nouvelle que l'on essaiera de réunir téléphoniquement Londres et Berlin. La reine Victoria et l’empereur Guillaume ont échangé les télégrammes ordinaires de compliments, mais il est à douter que celui-ci, confiné à bord du Hohençollern, ait eu connaissance du message qui lui était destiné.
- Voici quelques faits curieux relatifs à la principale compagnie télégraphique américaine.
- D’après VElectrical Review, la Western-Union des Etats-Unis a reçu de la presse pour la transmission de ses messages 9240000 francs, depuis le 30 juin 1889 jusqu’au 30 juin 1890. Cette somme représente la location des fils mis à la disposition de la presse associée ou de certains journaux et par lesquels il paraît qu’on a transmis environ 1 500 000 000 de mots. Les dépêches ordinaires taxées au mot ont compris 322 000 000 de mots, et les dépêches spéciales 206 000 000.
- Ce sont les cas d’interruption de ligne par les verglas qui donnent lieu au plus grand nombre d'incidents. Notre confrère cite un cas où l’on a eu recours au télégraphe transatlantique, qui se trouve naturellement à l'abri de la gelée, pour faire communiquer New-York avec Boston. On a télégraphié de New-York à Londres et de Londres à Boston.
- Un des principaux clients de la Western-Union est le gouvernement américain, qui ne possède pas de réseau. La dernière note présentée par la Western-Union a été réduite par le directeur général des postes à la somme de 930000 francs. La Western-Union a encaissé, mais elle a protesté.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNELIUS HERZ
- xur ANNÉE (TOME XLI)
- SAMEDI 29 AOUT 1891
- No 35
- SOMMAIRE. — Sur la détermination des courbes périodiques des courants alternatifs et leur inscription photographique; A. Blondel. — Chemins de fer et tramways électriques; Gustave Richard. —De l’influence de l’électricité sur le tannage; E. Andreoli. — Comparaison des circuits magnétiques fermés et ouverts dans les transformateurs à courants alternatifs, d’après M. Evershed; A. Palaz. — Chronique et revue de la presse industrielle : Sur un wattmètre non inductif.—Accidents “ électriques à Paris. — Trieur électromagnétique Tafel. — Revue des travaux récents en électricité : Variation d'énergie voltaïque des alliages dans la fusion, par M. Gore. — Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par N. Tesla. — Variétés : Sur la transmission électrique de l’énergie, par M. Gisbert Kapp, — Faits divers.
- SUR LA DÉTERMINATION
- DES COURBES PÉRIODIQUES
- DES COURANTS ALTERNATIFS
- ET LEUR INSCRIPTION PHOTOGRAPHIQUE
- Au cours de recherches que j’ai été appelé à faire, il y a quelques mois, sur l’arc à courants alternatifs (1), j’ai reconnu la nécessité d’opérer rapidement et simultanément la détermination des courbes périodiques de force électromotrice et d’intensité, et j’ai obtenu ce résultat au moyen de l’inscription photographique.
- Ce genre de tracé, qui est aujourd’hui fort à la mode, peut rendre de nombreux services à ceux qui s’occupent de courants alternatifs; il comporte à ce titre les explications pratiques que je vais donner ici relativement .aux divers procédés appliqués tant par de précédents observateurs que par moi-même.
- EXPOSÉ DES MÉTHODES
- Pour étudier un phénomène périodique quelconque, on a le choix entre deux méthodes d’ob- (*)
- (*) Ces recherches ont été effectuées avec l’assistance de M. Ciolina, conducteur des ponts et chaussées, dont le concours m’a été des plus utiles.
- servation : la méthode directe, dans laquelle on inscrit directement la courbe périodique, et la méthode stroboscopique, qui revient, comme on le sait, à inscrire à chaque période un seul point de la courbe et à faire varier successivement la position relative de ce point.
- Ces deux procédés trouvent leur application à l’étude des courants alternatifs.
- I. Méthode directe. — La première méthode est d’un emploi délicat, à cause de la rapidité des alternances.
- Cependant M. Eric Gérard l'a appliquée (J) à la détermination de la force électromotrice d’une dynamo en circuit ouvert, en. imprimant à celle-ci un mouvement très ralenti et en montant aux bornes, sur un circuit de grande résistance, un galvanomètre Deprez-d’Arsonval à oscillations très rapides et rendu bien apériodique à l’aide d’un shunt (2). On projette sur le miroir la lumière provenant de l’étincelle de rupture d’une bobine de Ruhmkorff, et on reçoit l’image du point lumineux sur une couche photographique animée d’un mouvement de translation perpendiculaire aux déviations.
- (U Leçons sur l'Electricité, par Eric Gérard, t. 1, p. 402, i" édition.
- (2) MM. Cabanellas et Arnoux avaient employé déjà en 1886 un dispositif analogue pour la mesure de l’induction dans le fer doux.
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- En admettant même que l'inertie mécanique de l’appareil soit négligeable, ce qui est douteux, l’emploi du shunt suffit à rendre cette méthode assez discutable. D’ailleurs, elle ne s’applique qu’au cas très particulier que je viens d'indiquer.
- M. Frœhlich a récemment décrit (*) un dispositif très ingénieux et plus général, reposant sur l’emploi du téléphone, en guise de galvanomètre. La membrane du téléphone subit, en effet, sous l'influence de courants un peu intenses, des déviations assez importantes pour qu’on puisse les mettre en évidence (fig. i) en faisant tomber un rayon lumineux B O sur un petit miroir S fixé sur
- Fig. 1
- la membrane N N'. Ces déviations ont une amplitude proportionnelle à l’intensité dans une certaine limite (2).
- On analyse les vibrations du rayon lumineux réfléchi au moyen d’un miroir tournant polygonal M, dont l’axe de rotation est parallèle au plan des vibrations.
- La composition des deux mouvements produit sur l’écran E une courbe lumineuse, qui est la courbe périodique cherchée et qu'on peut inscrire photographiquement.
- Dans le cas de phénomènes périodiques, il est avantageux de rendre cette courbe fixe, ce qu’on obtient en donnant au miroir polygonal un mouvement de rotation synchronique avec celui de la machine.
- M. Perry(3) a indiqué tout dernièrement un dispositif d’indicateur continu pour machines à va-
- (•) Elehtrotecbniscbe Zeitschrift, io’ année, p. 345 et 369. (s) M. Wien vient de construire un galvanomètre de ce genre. La Lumière Electrique du 25 juillet 1891.
- (3) La Lunlièrc Electrique, t. XL, p. 624.
- peur, basé sur les mêmes principes, et qui donne d’excellents résultats, grâce à la faible durée de la période d’oscillation propre de la membrane, qui peut être abaissée à 1/1000 de seconde.
- Ici malheureusement cette durée a encore une importance notable par rapport à la durée de la période, qui est rarement supérieureà 1/50; aussi, bien que la membrane du téléphone reproduise mieux qu’aucune autre les vibrations de la voix humaine, l’instrument n’en possède pas moins une certaine inertie mécanique, en admettant même que l’inertie électrique due à la self-induction et à l’hystérésis soit rendue négligeable.
- Cette cause d’erreur est mise en évidence par les expériences de M. Frœhlich. Celui-ci a inscrit la courbe correspondant à des ruptures et fermetures successives d’un courant continu.
- Au lieu d’une série de rectangles, il a obtenu
- la figure 2 ci-dessus, reproduite en vraie grandeur, et où l’on aperçoit les vibrations propres de la plaque.
- Ces vibrations parasites, ainsi que la position des élongations, ne permettent pas, au moins quant à présent, d’obtenir par cette méthode la même précision que par la suivante; mais elle peut donner des indications excellentes quand on veut seulement déterminer en gros la loi d’un phénomène et qu’on recule devant les ennuis des contacts instantanés.
- 11. Méthode stroboscopique. — Cette méthode, applicable seulement aux phénomènes périodiques ou répétés périodiquement, a été employée pour la première fois sous forme discontinue, (c’est-à-dire en déterminant la courbe périodique par points), par M. Joubert, en 1881, dans son travail aujourd’hui classique (*) sur la machine alternative de Siemens.
- Elle consiste, comme on le sait, dans l’emploi d’un contact instantané, qui met en rapport la dif-
- i}) Annales de l’Ecole normale. 1881. T. X, p. 136; et Journal de physique, 1881.
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- férence de potentiel à mesurer avec l’instrument de mesure pendant un instant très court et toujours le même à chaque période.
- Le contacta lieu (fig. 3) entre un doigt isolé D, porté par l’arbre de la dynamo et relié par une bague G et un frotteur F à la prise de courant Q, et un ressort R, porté à l’extrémité d’un bras qui reste fixe pendant chaque mesure et auquel on donne successivement diverses positions.
- Dans les expériences de M. Joubert, l’appareil de mesure était, soit un électromètre monté suivant la méthode idiostatique imaginée à cette occasion, soit un condensateur qu’on déchargeait ensuite dans un balistique, soit enfin un galvanomètre qu’on ramenait chaque fois au zéro par l’opposition d’une force électromotrice convenable.
- Depuis cette époque, de nombreux expérimen-
- Fig. 3
- tateurs, tant en Europe qu’en Amérique, ont appliqué. la méthode de M. Joubert, soit .avec le balistique, soit avec l’électromètre'; ils ont simplifié l’usage de ce dernier instrument en n’employant qu’un contact au lieu des deux simultanés (un à chaque pôle) et en laissant l’autre borne en communication constante avec la machine.' Dans ces conditions, le potentiel absolu d'une partie de l’instrument est constamment variable; l’autre partie reçoit à chaque contact une charge constante. Pour que la différence de potentiel entre les deux parties reste constante entre deux contacts, il faut
- i° Que la charge de la partie isolée ne subisse aucune déperdition ;
- 2° Que la capacité de cette partie isolée en présence du système formé de la partie non isolée et de tous les corps environnants soit sensiblement indépendante du potentiel absolu de la partie non
- isolée. On aura bien alors Vj — V0= = cons-
- tante.
- En admettant la seconde condition remplie, comme cela a lieu en général (J), on s’aperçoit facilement que la première ne l'est pas dans la plupart des électromètres industriels; il faut alors placer en dérivation aux bornes de l’instrument un condensateur de capacité suffisante pour rendre la déperdition relativement insignifiante, les deux conditions posées se trouvant alors remplies.
- Mais nous verrons plus loin que la capacité du condensateur doit rester inférieure à une limite assez peu élevée, si l’on ne veut pas introduire d’erreurs dans les résultats.
- Toutes les mesures ainsi effectuées jusqu’à ce jour par la méthode stroboscopique ont eu pour objet la détermination d’une courbe périodique par points ; cela entraîne un grand nombre de lectures (trente par période dans les expériences de MM. Torey et Walbridge (2) qu’on peut prendre comme modèle du genre) et laisse place à une certaine erreur personnelle dans le tracé définitif.
- 11 est donc tout naturel de chercher à faire ce tracé d’une façon automatique et continue, en donnant au bras du contact instantané un mouvement angulaire continu et en inscrivant photographiquement les déviations de l’instrument de mesure en fonction du temps.
- Parmi les trois procédés de mesure de M. joubert, un seul se prête à l’enregistrement, c’est celui de l’électromètre.
- J’ai d’autre part indiqué récemment (3) le principe d’un autre procédé reposant sur l'emploi du galvanomètre.
- Je vais passer en revue ces deux méthodes, que j’ai employées concurremment en me servant d’appareils industriels.
- 10 Méthode de Vèlectrom'etre.— La première condition que doit remplir l’instrument c’est d’être suffisamment apériodique. 11 n’existait pas d’instrument de ce genre en 18S1 ; mais, depuis, de bons appareils ont été construits par M. Curie, M. Carpentier et MM. Curie et Blondlot : tous peuvent
- (!) On peut d’ailleurs, dans tous les cas, maintenir constant le potentiel de la partie non isolée en la mettant à la terre; mais ce procédé n’est pas recommandable si le voltage est élevé.
- (!) La Lumière Electrique, t. XXXV111, p. 5S2, et Institut des ingénieurs électriciens américains, 21 octobre 1890.
- (3) Société française de physique; Compte rendu de la séance du 17 avril 1891.
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- servir, à condition que la durée d’inscription d’une période soit assez longue pour que l'inertie de l’appareil soit négligeable.
- Avec l'électromètre de Carpentier, dont je me suis servi, il ne fallait pas mettre moins de cinq minutes pour une période complète, sous peine d’avoir des erreurs de tracé dont je donnerai plus loin des exemples.
- J’ai remplacé le montage idiostatique employé dans ces expériences par le montage symétrique, qui est beaucoup plus avantageux pour l’inscription, puisqu’il donne entre certaines limites des
- Fig. 4
- déviations proportionnelles aux différences de potentiel et non à leur carré.
- Sur le schéma ci-dessus (fig. 4), A et B sont les deux points entre lesquels on veut déterminer la différence de potentiel (A — B) au moment où le doigt D, porté par l’arbre X de la dynamo, frappe le ressort R.
- Le doigt D est mis en rapport par la bague isolée G et le balai F avec l’aiguille a de l’électromè-tre E.
- Les deux paires de quadrants sont reliées aux extrémités V0 d’une pile soigneusement isolée, dont le milieu M est relié au point B.
- Un condensateur C est placé en dérivation entre B et F, pour les motifs exposés plus haut.
- Les déviations de l’instrument ont pour expression N
- E = K (Vi — V0) (a - - R (V, -V.) (A - B). (:)
- Vi — V0 est une constante.
- Quant à K, il n’est, comme on le sait, qu’ap-proximativement constant, et on ne peut le considérer comme tel qu’à condition d’employer des déviations assez faibles.
- On règle la sensibilité de l’instrument en choisissant convenablement, suivant chaque cas, le diamètre et la tension du fil et le nombre des éléments de pile.
- 11 faut vérifier que l’électromètre est bien symétrique et donne des déviations égales quand on change le signe de la différence de potentiel sans en changer la valeur.
- 11 est bon de mettre l’arbre de la dynamo à la terre, ainsi que l’a indiqué M. Joubert, pour éviter les erreurs provenant de la production d’électricité statique par le frottement de la courroie sur la poulie de commande.
- 20 Méthode du galvanomètre. — Les galvanomètres apériodiques du type Deprez-d’Arsonval présentent, quand ils sont shuntés [convenablement, une apériodicité bien supérieure à celle des meilleurs électromètres et qu’on peut régler dans d’assez larges limites (*); il suffit pour s’en convaincre de faire une mesure avec chacun d’eux, en abaissant une clef de fermeture; l’image fournie par l’électromètre se déplace avec une certaine inertie apparente et dépasse toujours un peu la division où elle doit s’arrêter.
- Au contraire, l’image du galvanomètre atteint sa position d’équilibre rapidement et sans la dépasser.
- L’emploi du galvanomètre est ici fondé sur ce fait bien connu et établi pour la première fois par Pouillet (2) qu’une série continue de décharges identiques, séparées par un intervalle de temps assez petit par rapport à la durée d'oscillation de l’aiguille, donne à un galvanomètre la même déviation permanente qu'un courant continu mettant en jeu la même quantité d’électricité par unité de temps.
- La première idée qui se présente c’est de mettre directement en relation le galvanomètre, monté sur un circuit très résistant, avec la différence de potentiel à mesurer, pendant la durée très courte du contact instantané, ainsi que le faisait M. Joubert dans la méthode de réduction à zéro.
- (*) Voir sur ceite question de l’amortissement la très intéressante étude récemment publiée par M. Curie : La Lumière Electrique, i" août 1891.
- (2) Comptes Rendus, t. IV, 1857, p. 787.
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- Mais il y a à cela d’assez sérieux obstacles; si l’on veut en effet déterminer la loi périodique avec précision, la durée du contact doit être très courte; le moindre défaut de contact au moment de la rupture ou de la fermeture du circuit joue alors un rôle relativement très important et peut fausser la lecture dans une forte proportion (1).
- Cet inconvénient n’existe plus si l’on emploie l’intermédiaire d’un condensateur d’après une méthode analogue à celle qu’a employée W. Siemens pour la détermination des capacités (2).
- Le contact de charge peut alors être prolongé aussi longtemps que l’on veut, et la différence de
- potentiel mesurée est, (sous les conditions que je développerai tout à l’heure), celle qui correspond au moment bien déterminé de la-rupture de ce contact.
- Le montage est représenté par le schéma ci-dessus (fig. 5), A et B étant encore les deux points entre lesquels onx mesurera différence de potentiel (A — B). '
- On voit que le condensateur C se charge par le contact du doigt D avec le ressort R et se décharge ensuite par le ressort R' dans le galvanomètre G shunté par la boîte de résistance S. (*)
- (*) Il faut remarquer en outre que les circuits étudiés présentent en général de la self-induction et que les indications du galvanomètre dépendent alors de la vitesse de rotation de l’appareil de contact. Voir Maseart et Joubert, t. 11, p. 317.
- (2) Annales de Poggcndorff, t. Cl1, 1857, p. 66.
- Quand la résistance S ne dépasse pas deux ou trois fois celle du galvanomètre, il suffit de quinze décharges par seconde pour que la déviation soit absolument fixe, la période d’oscillation du galvanomètre étant de 1/2 seconde à une seconde environ.
- En appelant n le nombre des décharges, c la capacité du condensateur, h la constante du galvanomètre, r sa résistance, p celle du shunt, la déviation obtenue est
- ô = k —7— n c (A — B). (2)
- p + r
- On peut englober le produit (hne) sous une seule constante qu’on détermine expérimentaler ment à l’aide d’une force électromotrice connue, fournie par des accumulateurs, par exemple.
- L’emploi du shunt est ici parfaitement légitime, aussi bien que s'il s’agissait de courants continus, parce que, pendant la durée extrêmement courte de chaque décharge, les déplacements du cadre sont insignifiants, même dans le cas de l’arc à courants alternatifs.
- Cette circonstance permet d’obtenir l’apériodi-cité et de modifier dans line large mesure la sensibilité par un simple changement de la résistance S.
- On obtient pratiquement, une apériodicité convenable, en mêmetempsqu’unerapiditésuffisante, avec un fil de suspension de 1/10 de millimètre, quand la résistance du shunt est comprise entre la moitié et le double de celle du galvanomètre (x).
- La formule (2) montre d’ailleurs qu’on peut en core modifier la sensibilité :
- i° Par le choix du cadre et du fil ;
- 2U Par le nombre n des doigts de contact, correspondant à un tour; on n’est limité que par l’élasticité des ressorts, dont je parlerai plus loin.
- 3° Par la capacité c du condensateur, dans des limites qui vont être déterminées.
- L’introduction du condensateur dans le circuit d’une dynamo soulève quelques objections théoriques; pour déterminer les conditions dans lesquelles cet emploi est légitime, il y a lieu de discuter la méthode à ce point de vue.
- (t) On peut d’ailleurs déterminer dans chaque cas les conditions d’amortissement les plus avantageuses, en se reportant aux formules mathématiques de M. Curie.
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- DISCUSSION DE L’EMPLOI DU CONDENSATEUR.
- Le condensateur est soumis à des charges et décharges successives très rapprochées.
- L’intervalle entre ces deux phénomènes ne dépasse pas en général i/ioo de seconde, et l'on peut considérer la déperdition comme négligeable pendant ce temps, même avec un isolement assez médiocre.
- Le temps de la charge étant toujours très court, de l’ordre du i/iooode seconde, on peut aussi négliger les phénomènes de charge résiduelle et considérer la capacité comme ayant une valeur constante C, correspondant à une charge instantanée; on est ainsi affranchi d’une cause d’erreur possible dans la méthode de M. Joubert.
- Mais il est nécessaire de voir si la durée des contacts et la capacité sont sans influence sur les mesures et si le condensateur prend bien réellement, à l’instant de la charge, la différence de potentiel qu’ori veut déterminer : je vais dans ce but analyser les phénomènes de la charge et de la décharge.
- i° Période de décharge. — Cette décharge se fait d’une façon continue et rapide, grâce à la faible résistance des galvanomètres employés (de 50 à 250“).
- La self-induction du circuit étant supposée négligeable, ainsi que celle du galvanomètre, la décharge se fait suivant la loi bien connue
- t
- q = c\ e c r’
- q é tant la charge résidu elle au bout du temps t, c V la charge initiale, R la résistance du galvanomètre.
- Pratiquement, il suffit que la décharge ait lieu à 1/1000 près, c’est-à-dire que
- t
- -----q l
- e c R = =------
- c V 1 000
- D’où
- t = c R log nep 1000 x =7X «R sensiblement.
- En faisant
- R = 200“, C — OV‘,25,
- on en déduit
- t = 2x7 = 3* <5
- io*X4 10 000’-
- On trouve le même chiffre pour R = 50 ohms et c = 1 microfarad.
- La durée du contact ne devra donc pas descendre au-dessous de quatre dix-millièmes de seconde; dans mes expériences, j’ai toujours veillé à
- A > IS
- ce que cette durée fut _ .
- On a d’ailleurs vérifié que la durée du contact était pratiquement suffisante en comparant les déviations obtenues avec un condensateur de 0^,25 et un de i^; les déviations ont toujours été proportionnelles et dans le rapport de 1 à 4, ce
- Fig. (i
- qui montre bien que la durée du contact était sans influence, même dans le cas de 1^.
- 20 Période de charge. — Quand on charge un condensateur en le mettant en contact avec une source d’électricité provenant d’une force électromotrice d’induction, les phénomènes sont notablement différents de ce qui se passe quand on le met en contact avec une pile (J). 11 se produit en même temps que la charge des oscillations électriques qui s’amortissent plus ou moins vite.
- Si, en outre, la force électromotrice produisant la différence de potentiel qu’on veut mesurer est périodique, la différence de potentiel aux bornes du condensateur variera également suivant une loi périodique, qui peut différer notablement de celle qu’on cherche.
- La solution mathématique de toutes les questions de ce genre se ramène à l’intégration d’équations différentielles. L’intégrale complète com-
- (*) C’est pour ce motif qu’on ne peut se contenter d’assimiler cette méthode à celle employée par M. W. Siemens pour la détermination des capacités.
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- prend alors deux parties : l’intégrale générale, qui correspond aux phénomènes temporaires de la charge, et une solution particulière, qui répond au régime permanent une fois établi.
- Supposons d’abord que l’on puisse négliger les phénomènes temporaires, ainsi que cela a lieu quand on laisse le condensateur se charger pendant plusieurs contacts pour le décharger ensuite dans un balistique O).
- Les deux conditions nécessaires et suffisantes pour que la méthode soit légitime sont :
- i° Que l’introduction du condensateur ne modifie pas sensiblement le régime des circuits étudiés.
- 20 Que sa charge q soit à chaque instant sensiblement proportionnelle à la différence de potentiel des deux points avec lesquels on le met en communication.
- Cette dernière condition exige évidemment avant toutes choses que les fils qui servent à établir cette communication présentent une résistance et une self-induction négligeables.
- On a en effet, en appelant Via différence de potentiel entre les deux points A et B, i le courant . dérivé,
- équation qui se réduira à
- î = fV, .
- si r et / sont très petits.
- 11 faut en outre que la capacité du condensateur soit très petite relativement aux quantités d’électricité mises en jeu ; celle-ci peut-être très grande quand on étudie les courbes périodiques d’une dynamo; mais elle est au contraire assez peu importante quand il s’agit de mesurer des forces électromotrices induites a circuit ouvert dans une bobine dé-petites dimensions, ainsi que je l’ai fait, par exemple,, pour étudier les variations de flux dans les inducteurs.
- Toutes les fois qu’on a affaire, à de faibles quantités d’électricité; il est donc nécessaire de voir jusqu’à quel point la capacité est négligeable;
- c’est ce que je vais faire pour les cas les plus ordinaires.
- Mesure d’une force êlectromottice induite en circuit ouvert. — Soit A M B ce circuit (fig. 7) présentant une résistance R et une self-induction L; soit E la force électromotrice périodique induite, qu’on peut toujours écrire sous la forme de sériel).
- E—Rt sih 2it^+ Es sin 2 E„ simn^—ï>„^+ (O
- Quand on intercale le condensateur C, un courant périodique prend naissance. Ce courant 1 sera aussi représenté par une série semblable à la série F. et qu’on peut calculer terme par terme, en prenant successivement les différents
- M
- A
- B
- HH
- Fig- 7
- termes de E. Prenons par exemple le terme E„sin2 7r^Y—cp„j,on peut écrire immédiatement le terme 1„, en se rappelant qu’une capa-
- (5)
- cité c équivaut à une self-induction — à-—', et ré-n 4 TtlC
- ciproquement. D’où
- n • lnt A
- E„ sin 2 u ( — <\i )
- =
- En posant
- tang 2 u 41 = —y'
- (--T1
- \ 2 TZ 11/ C
- la charge correspondante du condensateur a pour expression
- q = f* Kdt,
- J 0
- (*) Les résultats de cette discussion s’appliquent aussi dans ce cas à l’emploi du condensateur en dérivation dans la méthode de l’électromètre.
- (>) Les notations sont celles adoptées par MM. Hutin et Leblanc, dans leur beau travail récemment publié dans cette revue.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ou
- U . (nt i\
- E„ Sin 2 7t — 9„ — 4 — - J
- en remarquant que — cos a = sin + a j
- La différence de phase Q -|- pj est’donnée d’ail
- leurs par l’expression
- tang 2 ir (-|j + ']') = ïïïngV^r; =
- RT
- On voit que q retarde sur 1 d’un quart de période, et comme I ne peut être en avance ou en retard sur E que d’un quart de période au plus, il s’ensuit que q est forcément toujours en retard sur E.
- Pour que ce retard soit négligeable, il faut que tang 2 t: p j soit très petit et positif, c’est-à-
- dire que
- T
- R ~-
- <s
- (-—Y ^
- \2 n zzj c
- (e étant une fraction très petite).
- 11 faut en outre que q diffère très peu de la valeur
- cEsin 2 n — ç„ — ^ .
- Supposons que l’on ait posé
- T
- <£>
- (--)*-\2W7t/ C
- il est facile de voir que l’erreur commise sur q est alors
- 1 <g* + g'*_3e'),
- et sera sensiblement égale en valeur ahsolue à s', si e et e' sont très petits.
- La première inégalité reviendra alors à
- (“-y
- C \2 n 71/
- <E
- et on voit en définitive que les deux conditions se réduisent à
- (JÜY
- . . V 2 n n !
- s et s' étant les erreurs relatives admises pour la phase et la charge absolue correspondant au terme d’ordre n de la série.
- Ces deux inégalités sont d’autant plus difficiles à satisfaire que n est plus grand ; mais il faut remarquer qu’en pratique l’amplitude E„, relative au terme d’ordre n, diminue très vite quand n augmente; autrement dit, les séries sont très convergentes. On peut donc admettre une erreur de i/ioo pour le cinquième terme de la série, avec la certitude de réaliser une approximation bien supérieure pour l’ensemble.
- 11 vient alors
- t / ry^
- e < J.E1. et < Lü:±Z_ ^ îoo R ^ ioo L
- Dans les expériences j’ai toujours eu
- T<Y, R<o,5, L < o,oi.
- 11 suffisait par suite d’avoir
- c <T
- i
- 945 x, i uo
- et <'
- 3572 100
- c’est-à-dire c < \ de microfarad.
- 4
- Cette limite pourrait être beaucoup trop élevée, si L était supérieur à la valeur 0,01.
- On peut s’en affranchir dans le cas où le circuit présente une self-induction constante, en appliquant alors à la valeur de q un facteur de réduction calculé d’après l’équation (3). Mais ce cas est peu pratique, car en général les machines contiennent du fer.
- 11 est bon de vérifier expérimentalement, en faisant varier la capacité du condensateur, que celle-ci est bien sans influence perturbatrice.
- A. Blondel.
- (A suivre.)
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- 409
- CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS
- ÉLECTRIQUES (*),
- On sait que, théoriquement, la forme la plus parfaite du mécanisme d’une machine à vapeur serait celle d’un moteur rotatif, mais que tous les essais excessivement nombreux, et parfois très ingénieux, tentés pour réaliser cette forme ont échoué parce que, dans les machines à vapeur ro-
- tatives, le rendement thermique est considérablement diminué par une influence de parois exagérée, et la simplicité apparente du mécanisme plus que compensée par l'augmentation de ses frottements et par l’extrême difficulté de maintenir l’étanchéité de ses joints très fatigués et à surfaces très étendues.
- On a donc pratiquement renoncé, pour la machine à vapeur, à la forme rotative, et la transmission par bielle et manivelle y est considérée
- Fig. 1. — Van Depoele (1891). Locomoteur à dynamo transformatrice.
- actuellement comme définitivement la meilleure, la plus économique et, en réalité, de beaucoup la plus simple.
- Pour les moteurs électriques,, au contraire, la forme rotative s’impose; il n’y a là rien de comparable à l’influence des parois dans les moteurs thermiques, et surtout pas de joints, pas de frottements comparables à ceux des machines à vapeur rotatives.
- Si l’on ajoute que les connexions électriques s’y font plus simplement et s’y développent sous un volume extrêmement réduit, on voit qu’il est tout naturel que, pour les moteurs électriques
- comme pour les machines hydrauliques : turbines, etc., la forme rotative l’ait emporté infiniment sur toutes les autres.
- Aussi, ne croyons-nous pas au succès de la partie du nouveau système de transmission électrique récemment proposé par M. Van Depoele pour ses tramways électriques, qui consiste à actionner les essieux du locomoteur directement par des moteurs électriques à trois solénoïdes, attaquant les essieux par des bielles articulées comme celles d’une machine Brotherhood, et dont les solénoïdes reçoivent leurs courants dans l’ordre voulu d’un commutateur-distributeur actionné par le courant moteur. La figure 1 représente l’ensemble de cette disposition.
- C1) La Lumière Electrique du 8 août 1891, p. 290.
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- Le courant continu de la ligne P arrive par le trolly E à l’aiguille e du commutateur d, dont les segments sont reliés par des fils dx d2... dJ2 aux sections correspondantes des inducteurs d’une dynamo transformatrice D. On peut ainsi, suivant la position de l’aiguille e, faire varier à volonté l’intensité du courant engendré dans l’armature F de cette dynamo. Cette armature, du type Gramme par exemple, porte un commutateur/, avec deux balais principaux, positif et négatif, p et n, et trois balais auxiliaires ou distributeurs gx g2 g3, qu’une
- petite dynamo G fait tourner autour du commutateur F, en même temps que leurs collecteurs gi gs ga d’où l’on recueille leurs courants.
- Les moteurs à trois solénoïdes H sont montés directement sur leurs essieux B. Leurs solénoïdes kt h2 k3 sont (lig. 2) renfermés dans une enveloppe continue en fer l qui constitue l’extérieur du moteur.
- Dans les solénoïdes sont disposés trois tubes ou cylindres en bronze i ix i2 solidement fixés aux embases 0 0, o2, et dans lesquels fonctionnent les
- Fig. 3. — Van Depoele. Locomoteur à dynamo transformatrice (variante).
- pistons P Px P2 dont les bielles r rx r2 attaquent la manivelle S. Cette manivelle tourne dans une enveloppe M qui constitue le noyau central du moteur. Chacun des solénoïdes est composé de deux enroulements dont les extrémités intérieures aboutissent à un fil 1, relié à son tour au balai positif p de la dynamo D (fig. 1) par des fils 1,2, 3, 4, et dont les bouts extérieurs aboutissent par un seul conducteur 3 au balai négatif n, puis au conducteur de retour par les fils 6, 7, 8.
- Les solénoïdes sont donc disposés en quantité entre les balais p et n. Les courants sont successivement augmentés puis diminués dans les trois solénoïdes par les trois balais mobiles ^ g2 g3, dont l’un est relié aux milieux bx b2 b3 des trois so-
- lénoïdes par les fils 9, 10 et 11, qui aboutissent par les fils 9a, \oa, n« et les connexions 9*, ioft, n* aux collecteurs g.x gs gG des balais mobiles gt g2 g3. Lorsque ces balais tournent sous l’impulsion du moteur G, ils se rapprochent puis s’éloignent successivement de leurs positions de force électromotrice maxima, et déterminent ainsi des variations corrélatives du courant dans chacun des solénoïdes.
- Les conducteurs 3, 7, ça, io„, 11„ peuvent relier soit deux dynamoteurs d’un même locomoteur, soit deux dynamoteurs quelconques du train ; et, comme le moteur D est indépendant, on peut faire varier à volonté la vitesse de rotation des balais mobiles.
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- On peut, au contraire, comme l'indique la figure 3, commander ces balais mobiles / iz i3 par l’un des essieux au moyen d’une chaîne sans fin J, qui mène une poulie 1, folle sur l’axe de la dynamo L. Cette poulie porte les trois porte-balais k\ kz dont la rotation marche ainsi constamment d’accord avec la vitesse du locomoteur. La dynamo L est en série. Le courant recueilli par le trolly E entre dans son armature M par le balai positif p, en sort par le balai négatif n, au fil 1, qui l’amène à la bobine de gauche de son induc-
- Fig. 3. — Van Depoele. Electromoteur à trois solénoïdes.
- teur circulaire, d’où il passe par 2 à la bobine de droite. De là il se rend par 3 au rhéostat O, puis au second-trolly Er et à* la borne négative du circuit, de sorte que l’on peut remplacer à la rigueur le collecteur E, par une prise de terre sur le rail du tramway.
- Aussi, dans ce cas comme dans le premier, le courant est fourni aux moteurs à trois solénoïdes par les balais principaux/et n du commutateur de L, et ses variations sont réglées aux moteurs par la rotation de balais mobiles sur le commutateur de L; c’est par le rhéostat O que l’on règle la vitesse de l’armature M et celle du locomoteur.
- La dynamo du locomoteur Siemens et Halske représenté par les figures 4, 5 et 6 est fixée par des boulons g g, à caoutchoucs b, sur un châssis a a, supporté par trois points: les deux coussinets B B, sur l’essieu d, et deux mailles à boulons//, à cheval surlecoussinetC, dans lequel l’essieu e peut glisser et prendre un déplacement latéral. Grâce à cette disposition très simple, la dynamo est indé-
- A . C
- Fig. 4, 5 et 6. — Siemens et Halske. Locomoteur à dynamo suspendue sur trois points.
- pendante du châssis du locomoteur, et sa distance à l’essieu d est néanmoins suffisamment invariable pour qu’elle puisse le commander par une chaîne ou par une courroie.
- La meilleure solution serait, au point de vue mécanique, de supprimer complètement les transmissions, en montant la dynamo directement sur l’essieu moteur, ou, tout au moins, de simplifier beaucoup ces transmissions en faisant que la dynamo attaque son essieu par bielle et manivelle.
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- Malheureusement, si la solution mécanique est des plus simples, il n’en est pas de même de la solution électrique, car la dynamo doit alors tourner lentement et exercer un couple de rotation très puissant; de là, des armatures lourdes et encombrantes, des dynamos coûteuses et diffi-
- Fig. 7 et 8. — Eickemeyer (1891). Locomoteur à transmission directe.
- ciles à loger directement sous les châssis du locomoteur.
- Ces considérations ont amené M. Eickemeyer à construire pour ses locomoteurs un type de dy-.
- namo le plus puissant possible à faible vitesse. Les figures 7 et 8 représentent l’installation d’un de ces types sous le châssis d’un locomoteur dont il attaque l’essieu par bielle et manivelle. Ainsi qu’on le voit, les inducteurs / entourent complètement l’armature, et sont eux-mêmes entièrement enveloppés d’une armure en fer, de sorte que toutes les lignes de force sont concentrées, sans aucune perte au dehors/sur l’armature qui travaille à saturation. Les enroulements de cette armature sont
- Fig. 9 et 10. — Eickemeyer. Détail du châssis de la dynamo.
- du type Edison-Eickemeyer, bien connu de nos lecteurs, et facilement échangeables. La cuirasse de la dynamo est en trois parties g gt g2 (fig. 7 à 10) facilement détachables, et dont la partie centrale g2 se divise en deux pièces £3 git portant les boîtes à graisse de l’essieu moteur fixées au châssis du locomoteur par les traverses g5 et g7. 11 suffit de dévisser quelques écrous pour enlever le moteur et
- Fig. 11.-— Eickemeyer. Locomoteur à transmission inclinée.
- son essieu, puis le remplacer par un appareil de rechange en cas d’avarie. La dynamo seule s’enlève facilement de ses paliers ouverts <*>, par une trappe du plancher.
- Dans le dispositif représenté par la figure 11, les roues motrices sont plus petites que les roues porteuses, et l’on a dû, en raison de la dénivellation des axes de la dynamo et de l’essieu moteur, in-
- cliner ses boîtes à graisse pour qu’elles puissent recevoir normalement la poussée de la bielle.
- Les dynamos plus puissantes sont de préférence du type multipolaire. Les figures 12 à 19 représentent le montage d’une de ces dynamos sur un locomoteur à deux essieux accouplés.
- En raison de leurs poids considérables, les parties g et gx de l’enveloppe de la dynamo sont en
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- Fig. 12 à 19.— Eickemeyer. Locomoteur à deux essieux couplés; plan, vue par bout, coupe par essieu, coupe 2-2, détail
- de l’accouplement et d’une boîte à graisse.
- 51
- Fig. 20 à 25.— Détail de la dynamo : plan-coupe médian, coupe yy, vue par bout, élévation-coupe, détail du collecteur.
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- deux pièces, et portent, dans leurs prolongements C Clt C2 C3, boulonnés à la partie centrale g2, les boîtes à graisse des essieux accouplés. Ces prolongements, en fonte d’acier et parfaitement interchangeables, sont fixés à l’enveloppe de la dynamo et au châssis du locomoteur par de longs boulons p et par leurs emboîtements p2p3. La suspension porte sur des ressorts à boudin, par-
- Fig. 26. — Hibbert-Johnson (1890). Embrayage à vis, détail de la vis.
- faitement protégés par l’enveloppe des boîtes à graisse et pourvus de butées en caoutchouc qui les préservent en cas d’un choc trop violent pour être complètement amorti par les ressorts métalliques. Tout est, comme dans les types précédents,
- parfaitement accessible et facilement démontable. L’accouplement s'opère par un jeu de bielles avec articulation sphérique r3, permettant un léger déplacement latéral des essieux.
- JB
- Fig. 27. —Hibbert-Johnson. Ensemble d’un embrayage.
- Le commutateur des dynamos Eickemeyer est représenté en détail par les figures 20 à 25. Les
- Fig. 28. — Hibbert-Johnson. Locomoteur à quatre dynamos.
- balais sont constitués par des charbons sa, fixés à des lames flexibles articulées à des axes s3 et pressées sur le commutateur par des ressorts enroulés. Leè axes s3 sont assujettis à un quadrant st, pourvu de coulisses qui permettent de l’orienter à volonté sur le support s s. On peut ainsi très facilement remplacer les balais, sans en changer les positions
- relatives, bien plus sûrement que s’ils étaient portés par l’essieu moteur.
- L’armature à disques lamellaires a ses enroulements solidement maintenus contre l’effort tan-gentiel de rotation par des lames d’ébonite e3, encastrées entre les dents des disques, et contre la force centrifuge par un cerclage e3.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ 41S
- M. E. Hibbert Johnson a récemment proposé pour la commande des essieux un embrayage à friction très ingénieux.
- L’essieu moteur porte (fig. 26 et 27) calé à rainure et languette, une longue vis à trois filets F, b, qui fait écrou dans un manchon G, calé aussi ( à rainure et languette dans l’embase E d’un plateau de friction D. Suivant que l’on tourne l’essieu dans un sens ou dans l’autre, c’est lavis F ou l'écrou G qui sort vers la droite, en repoussant la douille H, laquelle presse ainsi le plateau D sur la roue B avec une force égale à la tension des ressorts I, qui croît jusqu’à l’entraînement de la roue.
- Les filets de la vis d’un côté, en ce', et l’écrou d’autre part, en dd', portent des progressions ee' dd', qui viennent, aprèsune certaine rotation de F dans G, entraîner forcément par leur butée l’en-
- Fig. 29. — Voie Lineff (1890).
- semble du système F G D dans la rotation de l’essieu C, de manière à limiter la pression de D sur B.
- La figure 28 représente l’application de cet embrayage à un .locomoteur à deux bogies et à quatre essieux commandés par quatre dynamos directes.
- Ces quatre dynamos sont enroulées en dérivation. Le courant est pris aux conducteurs maîtres
- l, 2 par les contacts 3 et 4. Les inducteurs sont en dérivation sur les fils 5 et 6, et les armatures sur les fils 7 et 8, en parallèle sur 5, 6.
- Le changement de marche s’opère par le commutateur L du circuit 5-6,‘qui renverse ainsi le sens du courant dans tous les inducteurs simultanément, tandis que le second commutateur M permet d’introduire les armatures successivement dans le circuit.
- Ce commutateur consiste en un cylindre isolant
- m, pourvu de lames de contact n, 01 o2 o3, de longueurs décroissantes : une pour chaque dynamo, et dont les balais r i\ r2 r3 sont reliés aux circuits des armatures, tandis que le balai p relie la longue lame n à la borne 4 par le fil 7. Les lames de com-
- mutateur sont toutes reliées entre elles, mais leurs balais sont isolés de manière qu’en tournant le commutateur de façon à amener successivement au contact 0 avec r, ot avec ru o2 avec r2, on introduit progressivement dans le circuit les armatures a, a et au a ax et a2, etc.
- On remarquera que les ressorts 1 des embrayages écartent automatiquement les plateaux de friction dès que le commutateur supprime l'action de la dynamo correspondante.
- Nos lecteurs connaissent le système de Lineff à contacts électromagnétiques, qui a été décrit en détail dans ce journal.
- L’application de ce système comporte l’emploi
- JL
- Fig. 90. — Voie Lineff. Coupe transversale.
- de deux rails magnétiques logés entre les voies à des niveaux différents : l’un sous terre, l’autre au ras de la plateforme. Ces rails sont reliés au circuit moteur lorsqu’ils sont magnétisés par le passage d’un électro-aimant porté sous la plateforme du locomoteur; le magnétisme ainsi induit dans ces rails leur fait attirer le contact, qui en relie momentanément la section correspondante au circuit moteur.
- Le courant ainsi amené aux rails se divise en deux circuits parallèles allant l’un au locomoteur et l’autre au fil excitateur de l’électro-aimant; le retour se fait par les roues du locomoteur et les rails de la voie. Le conducteur principal est logé dans un petit caniveau fermé par le patin des rails magnétiques.
- La figure 29 représente des modifications de ce système ayant pour objet de réduire la perte d’électricité entre le conducteur principal et. les rails magnétiques, ainsi que d’en faciliter la pose.
- On reconnaît sur les figures 29 et 30, en A, le rail magnétique supérieur, au-dessus duquel passe
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- l’électro-aimant du locomoteur; en B, le rail magnétique inférieur qui relie électriquement, par des boulons non magnétiques, en bronze, les sec-tions isolées du rail A.
- Le conducteur principal G, en cuivre, a une forme qui lui donne une grande rigidité dans le sens vertical; il est relié au rail A par des étriers en fer F, et repose sur des tasseaux 1 isolants assujettis dans le caniveau en tuiles A-par des pivots/;, et plongeant par leurs bords i dans des godets annulaires bu remplis d’huile.
- Le conducteur est fixé aux tasseaux par des vis 4, taraudées dans de l’ébonite i3. Des guides/empêchent tout contact accidentel entre les étriers en fer F et les côtés du caniveau. Les joints entre les différentes longueurs du conducteur en cui-
- Fig. 31 à 34. — Lineft. Détails de l’étrier et du conducteur.
- vre G sont assurés par des semelles en cuivre g (fig- 33).
- La figure 35, empruntée à YElectrical World du 27 juin 1891, représente un fauteuil de malade mû par l’electricité, et dont le fonctionnement s’explique par la figure seule. Ce fauteuil, construit par M. A, Johnston, de Washington, pèse 80 kilogrammes, et peut, paraît-il, marcher pendant cinq heures à une vitesse de 12 kilomètres. La dynamo tourne lentement, et marche à faible tension.
- Ces appareils pourraient rendre de grands services non seulement aux malades, mais aussi dans les expositions, où ils remplaceraient avantageusement les fauteuils roulants à bras.
- Nous avons, dans notre dernier article sur les tramways électriques, analysé le rapport de M. Moss sur un essai comparatif exécuté, au Métropolitain de New-York, entre une locomotive à vapeur et un locomoteur électrique, et nous avons développé les raisons pour lesquelles il serait, à notre avis, prématuré de généraliser les conclu-
- sions de M. Moss, absolument défavorables à l’électricité.
- Notre opinion se trouve confirmée par les derniers résultats de l’exploitation des tramways de Birmingham, dont Y Engineering du 14 août-1891 vient de publier un compte rendu des plus intéressants. ;
- A Birmingham la circulation est desservie par des tramways à câbles, à vapeur, à chevaux pt à locomoteurs électriques, ainsi que par des hnini-
- Fig. 35. — Fauteuil roulant électrique Johnston.
- bus à chevaux, le tout exploité par une même compagnie, de sorte que les données relatives à l’exploitation de ces différents systèmes sontsinpn le plus comparables possible, du moins tout à fait impartiaux. On ne peut jamais, en effet, tenir compte d’une façon comparative rigoureusement exacte des influences exercées sur les résultats finaux d’une exploitation aussi diversifiée par les circonstances particulières : rampes, longueur du parcours, intensité du trafic, etc., variant parfqis grandement d’un district à l’autre. En outre, dans les comptes commerciaux d’une exploitation, qui ne sont pas rédigés spécialement dans un bi.jt technique, il manque toujours quelques documents indispensables à l’établissement d’une analyse rigoureusement exacte. C’est ainsi que, dans le cas qui nous-occupe, les dépenses d’amortissement ne sont pas réparties entre les différents ser-
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- vices, mais comptées en bloc à 250000 francs par an pour l’ensemble total des services.
- Ces réserves faites, les principaux résultats de l'exploitation des tramways de Birmingham sont résumés dans les tableaux suivants :
- Longueur Voyageurs
- des lignes transportes
- kilomètres par un (1890-01)
- 1.896.000 14.242.827
- 210.560 1.114.338
- 809.650 2.637.028
- 836.850 5.241.362
- 222.400 1.144.718
- Voyageurs
- Vapeur.............................. 12,02
- Chevaux.......,................... 5,8
- Câble............................. 10,C2
- Électricité........................... 8,27
- Le plus gros du trafic est fait par les tramways à vapeur dont le matériel est presque neuf; les tramways à câbles fonctionnent depuis deux ou trois ans ; quant aux tramways électriques, ils ne fonctionnent que depuis un an.
- Les tramways et omnibus à chevaux, avec leur faible trafic de 5,8 voyageurs par voiture-mille (3,5 par voiture-kilomètre) n’ont presque rien rapporté, absorbant, malgré leur tarif élevé de 0,20 fr. par voyageur, 89 0/0 des recettes en dépenses d’exploitation.
- tépcilces par voilure- LéticHceS -mille ïlcco lies lUcclte moyeuno pur voyageur
- a. (I) d. d. d.
- 10,99 4,68 1 S,t>7 ',3
- 9,79 1,3 3 11,02 ',9
- 6,37 6,50 12,03 1,28
- 9,90 5>25 5, '5 1,83
- Tramways à vapeur..............
- — à chevaux (et omnibus)
- — à câbles . ...........
- — électriques...........
- Dépensa ; par voiture-mille.
- Charbon G II 75 Itépurailons Kntrcticn des Frais Frais
- Salaires ou nourriture Ci CHU Divers des voitures voies et stations de trafic généraux Total
- <1. cl. d. d. d. d. d. d. d.
- Vapeur 2,06 1,90 0, 22 2,20 o,33 ',55 1,68 1,05 10,99
- Chevaux 2,44 3,72 0,06 I , l I 0,54 0,14 1,26 0,52 9,79
- Câbles 1,46 o,66 0,07 1, '7 0,83 0,13 1,30 0,71 6,33
- Electricité 2,60 1,66 0,07 1,11 1,9? 0,14 ',34 1,05 9,90
- P) 1 d. (penny = 0,10 fr.) par mille (= 1609 mètres) = 06 fr. par kilomètre.
- Les tramways à vapeur exploitent ' le district évidemment le plus avantageux, grâce à leur trafic intense de 12 voyageurs par mille (7 par kilomètre) de sorte qu’ils n’ont, malgré leur faible tarif de 13 centimes par voyageur moyen, dépensé que 70 0/0 des recettes. Néanmoins leur bénéfice par voiture-mille —4.68 d, ou. 28 centimes par voiture-kilomètre —est bien inférieur à celui des tramways à câbles : 6,5 d. (o,39fr.),dans des conditions analogues de tarif et de nombre de voyageurs^ L’exploitation des tramways à câbles, ne dépensant que 50 0/0 environ des recettes, est des plus économiques.
- L’électricité vient aussitôt après, avec des parcours moyens de voyageurs plus longs, portant le tarif moyen à 18 centimes, mais avec moins de voyageurs par voiture-mille. Leur recette kilométrique est à peu près la même par voiture que pour les tramways à vapeur, soit 0,90 fr. environ.
- Comme le montre l’analyse des dépenses, les
- tramways à vapeur ont dépensé par voiture-kilomètre trois fois plus de charbon que les câbles et 15 0/0 de plus que l’électricité; mais les tramways électriques ne fonctionnent que depuis un an, sur un réseau beaucoup plus petit, avec des salaires par conséquent relativement élevés. Quant aux chevaux, la proportion considérable du mouvement des omnibus, dont les résultats ne sont pas distingués de ceux des tramways à chevaux, ne permet pas d’en établir les conditions comparatives avec assez d’exactitude.
- Si l’on se borne donc aux tramways mécaniques (vapeur, électricité, câbles), on voit que la vapeur est, en dehors même des désagréments de son service, absolument battue, et que la lutte reste circonscrite entre ie câble et l’électricité, qui se suivent de très près : bénéfices 40 centimes par voiture-kilomètre pour le câble et 30 pour l’électricité.
- On peut penser qu’avec un réseau plus étendu et des câbles aériens au lieu d’accumulateurs,
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- l'électricité arriverait à égaler, sinon à battre, le câble, comme elle semble l’avoir fait aux Etats-Unis, où les tramways à câbles s'étaient pourtant acclimatés mieux que partout ailleurs.
- Gustave Richard.
- DE L’INFLUENCE DE L’ÉLECTRICITÉ
- SUR LE TANNAGE
- Le tannage est une de ces opérations sur lesquelles on ne s’est jamais entendu dès qu’il s’est agi de donner des explications sur la transformation qui se produisait lorsque la peau devenait graduellement du cuir imputrescible, insoluble, imperméable.
- Lorsque, tout dernièrement, il a été question de tannage par l’électricité (*), il y a eu encore plus de désaccord sur les actions chimiques ou électro-chimiques qui effectuaient le tannage des peaux d’une façon plus prompte. Les uns ont affirmé que les cuirs produits par le procédé élec-trolytique ne valaient absolument rien; les autres ont prétendu que l’électricité ne jouait aucun rôle dans le tannage soi-disant électrique, et comme ce n’est pastout un chacun qui peut se donner le luxe de suivre les phases d’un tannage ordinaire, qui dure plusieurs mois, pour le comparer ensuite à un autre tannage à l’aide de l’électricité, qui dure plusieurs semaines, j’ai pensé qu’il serait d’un grand intérêt pour la Lumière Electrique de résumer la conférence du Dr Rideal et de M. A.-P.Trotter à la Société de l'industrie chimique de Londres, au sujet des résultats des expériences qu’ils ont faites sur les procédés de tannage électrique de Lorenz Groth, à l'usine de Bermondsey.
- Ces expériences prouvent surabondamment la supériorité de la méthode du tannage à l’aide de l’électricité sur celle du tannage ordinaire, qui dure seize fois plus longtemps.
- Les électrodes sont placées le long d’une cuve ; ce sont de simples bandes de cuivre disposées en forme de gril ; 4 de ces bandes de cuivre, longues de 1,275 m. et larges de 5 cm., sont placées à 20 cm. l’une de l’autre, et sont réunies l’une à l’autre, en haut et en bas, par des bandes de même
- largeur. Toute la surface exposée représente donc un peu plus de 2 mètres carrés.
- On a fait aussi des expériences dans une cuve rectangulaire dans laquelle on faisait mouvoir les peaux ei^avant et en arrière. Le liquide de tannage est celui qu’on emploie habituellement, mais on le renforce de temps à autre et les peaux sont préparées comme dans les tanneries par le travail de rivière.
- On a employé différentes densités de courants,, suivant la nature des peaux et la densité du liquide.
- On avait déjà fait une série d'expériences dans laquelle le courant employé allait de 1 à 30 ampères, mais les meilleurs résultats ont été obtenus avec de faibles courants, et on a ainsi évité, avec un courant de 1 1/2 k 4 ampères, la perte considérable qui résultait de l’action électrolytique d’un courant plus dense. La densité est de 0,375 à 1 ampère par pied carré, et de 0,0345 à 0,092 par pied carré de section transversale du contenu de la cuve.
- Pour des courants de 1,3 à 2,3 ampères, la résistance totale du liquide à 90 centigrades, d’une gravité spécifique de 1,01, exprimée en ohms, était de S,7 ; on constata une fois qu’avec 2,3 ampères à une température de 70 centigrades et avec une gravité spécifique de 1,019, la résistance était de 7,7 ohms.
- Dans chaque cas, on a mesuré la résistance en relevant le courant et les volts entre les électrodes; le quotient représente la somme de la résistance en ohms et de la polarisation. En explorant I intérieur de la cuve au moyen d’une électrode mobile, on a constaté que le courant était très uniforme.
- Dans les expériences précédentes, les observations sur le courant et le voltage étaient prises alors que la cuve était remplie de tannin jusqu'à une certaine hauteur: on y mettait les peaux, ce qui déplaçait une certaine quantité de liquide qui montait; on en retirait jusqu’à ce qu’il fût redescendu au niveau de la marque qui avait été faite, et on déterminait de nouveau la résistance. Les résultats obtenus ainsi ne pouvaient pas renseigner d’une façon définie au sujet de la variation de la résistance des peaux pendant qu’elles se transformaient en cuir, mais elles ont suffi pour montrer que les peaux, quand on les immerge, n’opposent pas matériellement de nouvelle résistance au courant électrique.
- p) La Lumière Electrique, t. XXXVII, p. 23.
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- Arrhenius, dans son Rapport sur l’électrolyse lu au Congrès de la British Association de 1887, avait déjà fait ressortir ce point que la résistance de la gélatine solidifiée ne diffère pas de celle d’une solution de gélatine.
- Une série d’observations plus minutieuses et plus exactes a été faite par M. Fox Bourne, dans le laboratoire de M. Swinburne, sur la résistance électrolytique de la solution tannique.
- Le coefficient de température a été négatif, comme on pouvait s’y attendre. La résistance a diminué de 9 ohms par degré centigrade en plus, soit 1,320/0 à 16° centigrades, tombant de 75 ohms par pouce cube (à 8,6° centigrades) vers 59 ohms par pouce cube à 26° centigrades.
- La liqueur était une forte solution contenant 4,25 o/ode tanin qu’on avait tiré d’écorces de mimosa et de gambier. On essaya ce même échantillon en vue de constater la véritable résistance en ohms et la chute du voltage par suite de la polarisation, suivant qu’on soumettait les électrodes à différentes densités de courant.
- La perte en volts à la surface des électrodes n’est pas une quantité simple; elle tend vers 1,4 volt pour un minimum de courant, et les deux formules empiriques suivantes donnent très approximativement la courbe observée :
- Volts *= 1,4 + 4, s rf1*8
- « 1,4 + 0,194 d -f 8 ci2.
- quand d est la densité du coufant en ampères par pied.
- On a fait une troisième série d’essais pour déterminer le changement de résistance produit en diluant la liqueur avec de l’eau. La courbe qui résume les observations ressemble beaucoup à une hyperbole rectangulaire, et en l’analysant, le rapport du produit de la résistance divisé par la force de la solution, étant donné que la liqueur normale est-de 4,25 0/0 de tanin, montre une ligne droite dans le diagramme dont l’angle est 63° et qui coupe l’axe des abscisses à 1200. La courbe est donc une hyperbole rectangulaire; en d’autres termes, la- résistance est en raison inverse de la force de la liqueur, augmentée de la résistance à laquelle la courbe est asymptotique; en d’autres termes, la résistance de la solution saturée serait de 63 ohms par pouce cube. La formule est donc
- ,, 1 200 , .
- V=___ + 63,
- quand S représente la force de la liqueur pour 100, et que 100 est la solution normale dont il a été question plus haut.
- Afin de déterminer si l’agitation mécanique du liquide a un effet d’oxydation ou un autre effet quelconque sur le liquide, on a rempli une cuve et on a fait tourner, pendant 24 heures, le cadre comme dans le travail usuel, mais sans le garnir de peaux; l’analyse du liquide, avant et après traitement, a donné des résultats identiques en tant qu’il s’agit du point pratique de la proportion du tanin, ce qui montre que l’agitation n’a aucun autre effet que celui de mettie constamment la surface des peaux en contact avec une nouvelle couche de liquide.
- MM. Rideal et Trotter ont essayé de constater l’effet du courant électrique, qu’ils ont fait passer pendant 9 heures, en même temps que le cadre tournait; ce courant était celui qu’on emploie habituellement dans l’application du procédé.
- A la fin de l’expérience, le liquide contenait la même quantité de tannin ; les auteurs s’attendaient à ce résultat, car l’énergie électrique est très faible et la densité du courant est bien inférieure à celle qu’on a dans les opérations électrolytiques ordinaires.
- Dans une précédente expérience chimique, les efforts avaient été dirigés en vue de déterminer la proportion de tannin absorbée par les peaux, avec ou sans courant électrique. II était aussi intéressant d’établir d’une façon positive si la marche du tannage dans les cuves circulaires dans lesquelles les peaux sont suspendues sur un cadre tournant était semblable à celle qu’on observe quand la cuve est carrée.
- TABLEAU I
- PERTE DE TANNIN PAR JOUR, DANS IOOOO PARTIES DE LIQUIDE
- Première expérience
- Pendant le jour Pendant la nuit
- avec excitation et sans excitation et sans
- électricité électricité
- Cuve circulaire n* i. 0,662 0,344
- Cuve circulaire n° 2 0,612 0,349
- Cuve à mouvement d’aller
- et de retour.... 0,533 0,338
- Dans les premières expériences, la marche du
- tannage fut déterminée en relevant les pertes de tanin à des intervalles réguliers et en calculant d’après les chiffres recueillis la perte de tanin,
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- par heure, dans l’électrolyse. La table suivante résume les chiffres auxquels on est arrivé dans trois tannages complets, effectués en ne travaillant que le jour, de telle façon que les peaux ne fussent soumises au courant et à l’agitation dans la cuve d’expériences que pendant 6 à 8 heures par jour.
- L’expérience dans la cuve circulaire n° i dura plus de 26 jours, pendant lesquels elle a tourné 167 heures et le courant électrique y a été envoyé pendant 98 heures sur 20 peaux. La seconde sur la cuve n° 2, a duré 33 jours ou 200 heures. Le nombre de peaux était de 30; elles étaient constamment en mouvement et elles ont subi le courant pendant 113 heures.
- Dans le reciprocicating vat, c'est-à-dire dans la cuve à va et vient continuel, 20 croupons et 30 autres pièces sont restés dans le liquide pendant 27 jours, l’appareil a été en mouvement pendant 181 heures et le courant y est passé pendant 82 heures.
- A la fin de chaque expérience, on a constaté que les peaux étaient complètement tannées au sortir de la cuve, et quand le travail de corroieriea été fini on a déclaré que le cuir était d'excellente qualité.
- La température de l’électrolyse a été relevée chaque jour, mais elle n’a jamais été trouvée différente de celle de l’air ambiant. La plus haute a été de 150 C, et pendant plusieurs jours elle n’a été que de 50 C.
- TABLEAU II (Cuve circulaire n" 2)
- FORCE DE LA LIQUEUR, CALCULÉE SUR 10 000 'PARTIES
- A. Travail de jour avec courant et agitation
- Appareil Apparoil Nombre Porte totulo Porto p. heurt
- en mouvement au repos d'heures par 10 000 parties
- 92,s 89,4 5 3,4 0,68
- 93,8 9o,° 7 3,8 0,58
- 84,6 81,2 3,5 3,4 0,618
- 139,2 134,'5 8 5,°5 0,63
- 127,8 123,05 8 4,75 0,593
- Moyenne : 0,612 partie, par heure, par 10 000 parties.
- B. Travail de nuit au repos c t sans coin ant
- 89,4 84,4 14 5 o,357
- 99,4 93,8 '5 5 A o,373
- 90.0 84,6 14 5,4 0,385
- 105,5 100, 2 '4 4,4 0,380
- <33,8 129,6 4 4,2 . 0,300
- 282,2 268,5 45 13,98 0,304
- MoyenneJ 0,349 partie, par heure, par 10 000 parties
- Le tableau précédent montre les chiffres qu’ont donnés les expériences sur le second des tannages ci-dessus, dont on a tiré la moyenne des chiffres du tableau 1.
- En présence de la nature concordante de ces chiffres et d’autres encore auxquels on était arrivé au cours des expériences mentionnées dans le premier tableau, il était vraisemblable que la rapidité du procédé résultait de l’action combinée de l’agitation et du courant électrique, mais une autre expérience prouva que le degré d'absorption pendant la nuit, alors que le courant électrique avait agi pendant quelques heures de la journée, était beaucoup plus élevé que celui qu’on avait lorsque la peau n’avait pas été soumise à cette influence.
- En d’autres termes, la marche de l’absorption continuait, alors que la machine était arrêtée et que le courant était interrompu. Cet effet peut probablement être attribué à ce que, lorsque les peaux passent à travers l’électrolyse, leurs pores s’élargissent et facilitent le passage du liquide, de telle façon qu’elles restent dans ce même état d’expansion pendant quelque temps encore après que la machine s’est arrêtée et qu’il n’y a plus de courant électrique qui passe.
- Quand la machine travaille, la rapidité du tannage est augmentée par l’agitation des peaux dans l'électrolyte, ce qui rend plus fréquent le contact des molécules de tanin avec la gélatine qui n’est pas entrée en combinaison ; et lorsque le courant passe, il y a encore une autre raison qui accélère le tannage, et qui est sans doute due à l’augmentation du mouvement des molécules du tannin dans la liqueur qui résulte du courant et du dépôt de tanin qui se forme sur les peaux qqi sont suspendues.
- On a aussi essayé de constater les changements qui avaient lieu dans les peaux au furet à mesure de l’absorption du tanin, et les résultats obtenus ont montré que la proportion d’eau dans une peau bien égouttée diminue à mesure qu’elle se tanne, que la peau écharnée contient à peu près 77 0/0 d’eau, et que, suivant l’endroit qu’on examine, le cuir fin n’en contient plus que de 33 à 55 0/0.
- MM. Rideal et Trotter avaient des données suffisantes sur le fait que l’action combinée de l’agitation et du courant électrique rend le tannage beaucoup plus rapide; il y avait cependant de l’intérêt à établir autant que possible la moyenne du
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- degré de tannage auquel on arrive quand les peaux sont lentement agitées dans la cuvée et quand aucun courant électrique n’y passe.
- Des expériences comparatives furent faites dans deux cuves circulaires contenant : l’une 1600 et l’autre 2400 gallons (7264 et 10890 litres) de liquide ayant la même densité. On prit une quantité de peaux qui avaient été préalablement passées à la chaux, épilées et écharnées dans les mêmes conditions; on en fit deux lots dont le poids était proportionnel au volume de liquide contenu dans les deux cuves, de telle façon que la perte de tannin par unité de volume du liquide fût égale à l’absorption du tannin par unité de poids de peaux dans chaque cuve.
- Le liquide de chacune de ces cuves fut analysé au commencement de l’expérience (14 janvier, 4 heures de l’après-midi) et les peaux restèrent pendant 44 heures suspendues dans le liquide, sans agitation, ni courant électrique. On analysa des prises d’essai de ces deux liquides, et on trouva, ce qui était à prévoir, que le degré d’absorption était pratiquement identique des deux côtés.
- Le traitement subséquent des peaux dans les deux cuves fut alors disposé de telle façon que les peaux de la cuve 1 seraient soumises à l’influence de l’agitation et du courant électrique, tandis que celles de la cuve 2 seraient soumises simplement a l’agitation.
- L’expérience fut répétée pendant un- peu plus longtemps, puis, après un intervalle de repos, on renversa les conditions de l’opération de telle façon que les peaux de la cuve 1 furent celles qui ne furent soumises qu’à l’action du mouvement dans le liquide, tandis que celles de la cuve 2 étaient promenées dans l’électrolyte sous l’influence du courant électrique.
- Voici les résultats des observations :
- COMPARAISON DES PROPORTIONS Porto tolaio DE TANNAGE
- 043 parties Nombre
- Sorte do tannage par 10 000 d'heures Proportion
- Tannage ordinaire .2,8 38 0,143
- Repos après agitation et
- courant électrique '3,3 56 0,273
- Repos après agitation seule '5,7 56 0,289
- Agitation après courant
- électrique 8,6 24 0,360
- Agitation seule 18,8 58 0,490
- Agitation et courant élec-
- trique 53,6 38 1,42
- Courant électrique après
- agitation 59,o 24 2,47
- Par conséquent, tandis que la marche initiale du tannage dans la cuve n° 1 représentait 0,163 partie par 10000 et par heure, et que dans la cuve n° 2, elle était de 0,104 par 10000 et par heure, lorsqu’il y avait courant électrique et agitation dans la cuve n° 1 et agitation seulement dans la cuve n° 2, la proportion de perte dans la cuve n° 1 montait à 2,43 parties par 10000 et dans la cuve n° 2 à 0,63 par 10000.
- Après un intervalle de repos, la cuve n° 1 montrait que la proportion était de 1,36 partie par' 10000 et la cuve n° 2 une proportion de 0,52 par
- [OOOO.
- 11 est à noter cependant que l’apparente diminution qui s’est manifestée dans la cuve n° 1 peut être attribuée non seulement au ralentissement graduel à mesure que le tannage se fait, mais au courant électrique qui a été plus faible pendant la nuit de cette expérience que pendant le jour, ou qui peut-être a été interrompu pendant quelque temps, (ce qu’on ne sait pas, car il n’y avait pas d’électricien poursuivre l’opération).
- Après un intervalle de repos, les conditions furent changées de nouveau, et on n’eut que de l’agitation dans la cuve n° 1, tandis qu’on avait concurremment de l’agitation et de l’électricité dans la cuve nb 2.
- On trouva alors que la proportion de perte était de 0,36 partie par .10000 par heure dans la cuve n° 1 et de 2,46 dans la cuve n° 2, ce qui confirme l’exactitude des chiffres précédents et prouve que ni les cuves ni les quantités proportionnelles de liquide et de peaux n’affectent en rien la comparaison.
- Les moyennes obtenues sont dans les proportions suivantes :
- Cuve «le tannage Cuve Cuve avec
- ordinaire avec ag itation agitation et électricité
- 0,133 0,503 2,08
- Ce qui prouve que la marche du tannage sous l'influence combinée de l’agitation et du courant est quatre fois plus rapide que lorsqu’il n’y a qu’agi-tation, et sei^e fois plus rapide que lorsqu’il n’y a ni agitation ni courant, comme dans le tannage ordinaire.
- Les conclusions théoriques auxquelles arrivent MM. Rideal et Trotter sont les suivantes, et je les résumé autant que possible, en passant sur les observations qu’ils font au sujet de la chaîne de mo-
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- lécules de Grothus, de la non-séparation des molécules d’Helmholtz, et de leur dissociation d’après Clausius, qui voulait que la force électromotrice eût pour effet d’imprimer une direction à des mou vements qui se produisaient déjà, tandis qu’Ar-rhenius affirmait que la dissociation est complète dans les solutions très diluées. Traube soutient que cette théorie renverse toutes les idées qu’on a sur l’état naissant et est en contradiction flagrante avec la théorie de l’hydratation.
- La plupart des chimistes ont renoncé à la théorie de l’état naissant, mais indubitablement les ions sont parfois libérés sous une forme telle que, quoiqu’ils ne se combinent pas de suite avec les autres matières en solution, et sont eux-mêmes dans un état de self-combination, c’est-à-dire de combinaison avec eux-mêmes comme l’ozone, ils se trouvent néanmoins doués d’une très grande énergie.
- Que ce soit l'état naissant ou les combinaisons qui résultent d’une cause à laquelle on peut donner tel ou tel autre nom, il est certain que, à priori, on peut voir là-dedans les causes qui facilitent l’opération du tannage, comme on y trouve celles qui affectent les opérations du blanchiment et de l’épuration des eaux d’égout à l’aide de l’électricité.
- Mais quoique les tanins soient des molécules quelque peu complexes et qu’ils soient peut-être respectivement des modifications polymères les uns des autres, il n’y a pas de motifs pour supposer que les molécules dissociées réagissent sur la gélatine des peaux et nous n’avons pas de preuves qu’une dissociation semblable se produise pendant le tannage. Nous trouvons que la dialyse est une forme de diffusion à laquelle a été comparée l’electrolyse par Wiedemann, qui a démontré que la conductibilité électrique d’un électrolyte peut être considérée comme résultant du coefficient des diffusions de ses composés l’un à travers l’autre. La dialyse est une diffusion sélective qui est certainement facilitée par le passage du courant électrique, et il est facile de voir que cette action doit influer très avantageusement sur le procédé fort lent du tannage, que retarde énormément la coagulation superficielle qui se produit à partir du premier moment, où la peau fraîche est en contact avec le liquide du tannage.
- Si on se base sur les données du Dr Oliver Lodge, on trouve qu'avec 0,1 volt par mètre carré, la marche du tannage n’est que de 0,025 Par
- 100 heures ou 1/13000000 me2 par seconde, ou 7 1/2 pouces par an; il nous semble donc nécessaire d’attribuer en partie la rapidité du tannage à l’action du courant électrique sur les peaux suspendues.
- 11 est admis qu’avec de faibles courants des actions secondaires se produisent aux électrodes, et c’est seulement avec de forts courants qu’il y a libération des véritables ions; le fait que l’absorption du tanin diminue d’une façon sensible, même avec quatre ampères, montre que s’il y a action chimique, c’est probablement une action secondaire très complexe et qu’il est inutile d’essayer d’expliquer ce qui se passe par une rupture électrolytique des molécules du tanin.
- 11 est difficile de mettre en avant une théorie définie sur l’effet du passage du courant électrique, mais la rapidité du tannage résulte évidemment du courant qui facilite l’union chimique des corps qui sont en état de se combiner.
- Le Dr S. Ehrmann, de Vienne, a démontré récemment que lorsque la peau est humide, elle absorbe très rapidement les sels d’une solution lorsque le courant électrique la traverse, et Wagner a proposé d’administrer la cocaïne par un moyen semblable de médication cataphorique. Dans les expériences d'Ehrmann,on faisait passer un courant de 10 à 20 milli-ampèresà travers une solution de méthylène bleu dans deux vases, dans chacun desquels l’expérimentateur plongeait une de ses mains; quand le courant passait, on voyait paraître des taches bleues sur la main qui était dans le vase anode, et il n’y en avait pas sur la main qui était dans l’autre vase. L’absorption était surtout accentuée dans les endroits où se trouvaient des poils et des pores, et cela explique comment il se fait que le tannage est plus rapide quand il s’effectue à l’aide de l’électricité.
- De même, la peau absorbe par endosmose le chlorure de lithium, et Edison a prouvé que les sécrétions de la goutte dans les doigts sont rapidement dissipées par l’action prolongée d’un courant de 20 milli-ampères. M. Lawrence et le D1' Harris ont obtenu des résultats semblables, et tout porte à croire que c’est à l’influence de l’électricité qu’il faut attribuer l’accélération avec laquelle le tannage se produit.
- E. Andreoli.
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- . COMPARAISON
- DES CIRCUITS MAGNÉTIQUES FERMÉS ET OUVERTS
- DANS I,ES
- TRANSFORMATEURS A COURANTS ALTERNATIFS d'après m. evershed
- Dans un premier article (’-jnousavons comparé les rendements des divers types de transformateurs sans entrer dans le détail des calculs des éléments de ces appareils, tels que forces électromotrices primaire et secondaire, différences de phases. Ces calculs sont basés ordinairement sur la courbe de la force électromotrice primaire.
- On admet généralement que la force électromo-
- Fig. 1
- trice primaire est une fonction sinusoïdale du temps. Il est inutile d’insister sur le caractère approximatif de cette hypothèse; on se contente du premier terme de la série de Fourier, tout en reconnaissant qu’il faudrait en prendre plusieurs pour avoir une approximation satisfaisante. Mais les calculs seraient trop compliqués.
- Avec M. Evershed, on peut envisager la loi sinusoïdale comme une hypothèse plus ou moins justifiée, mais guère plus approximative que d’autres hypothèses égalementsimples. Pour montrer l’influence d’une erreur dans lé diagramme de la force électromotrice, il suffit d’étudier successivement trois formes caractéristiques de la courbe delà force électromotrice, savoir la courbe sinusoïdale, la courbe en zigzag AAA et la courbe alter-
- née n_n_n. La courbe sinusoïdale]peut être envisagée comme une moyenne des deux autres.
- Dans les applications que nous ferons des formules auxquelles conduira l’étude analytique des trois formes précédentes de la force électromotrice, nous considérerons le transformateur fermé F2 dont nous avons donné les éléments dans un article précédent et que nous reproduisons ici pour la facilité du lecteur.
- Puissance extérieure à pleine charge......... 750ü watts.
- Fréquence L.................................. 70
- Volume total du noyau de fer................. 6600 cm3.
- Section du fer du noyau...................... 58,5 cm2.
- Longueur moyenne du circuit magnétique.... 112 cm.
- Largeur des plaques b........................ 10,2 cm.
- Épaisseur des plaques e...................... o,05 cm.
- Tension du circuit primaire.................. 2000 volts.
- — secondaire................ 100 volts.
- Résistance du circuit primaire............... 3,8 ohms.
- — secondaire............. 0,0094011m.
- Nombre de tours du circuit primaire.......... 1120
- — — secondaire....... eô
- Force èlectromotrice sinusoïdale.
- 11 ne faut pas oublier que les diagrammes doivent être la base de l’étude d’un transformateur. Il convient donc de construire la courbe de la force électromotrice sinusoïdale en prenant le temps t comme abscisse; on facilite le dessin en prenant pour représenter la durée T d’une période un nombre entier convenablement choisi d’unités du papier quadrillé.
- Considérons le cas du transformateur fermé F2 dont les éléments sont donnés ci-dessus et supposons que la force électromotrice primaire soit sinusoïdale.
- On construit d’abord la courbe de la force électromotrice, ce qui n’offre aucune difficulté, vu sa nature sinusoïdale, lorsqu’on a déterminé sa valeur maxima.
- Le circuit secondaire du transformateur étant ouvert, on peut supposer que la courbe de l'induction dans le noyau de fer est aussi une sinusoïde qu’on peut construire facilement si l’on connaissait la valeur maxima Bmax de l’induction
- ( Bmax — 5000).
- La force contre-électromotrice dans le circuit primaire est donnée par l’expression
- (!) La Lumière Electrique du 13 et du 20 juin.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- N étant le nombre de tours du circuit primaire, S la section du fer.
- Mais on sait que
- B = Bmu* sin
- Bnmx sill 2 TT lit,
- 1
- en posant n = j. On obtient donc d B
- dt
- = 2 TC «
- COS 2 TC 1lt,
- et
- E'=N.S^ = NS Bnuix 2 TC « COS 2 TC lit.
- ta valeur maxima de cette force contre-électromotrice est donc
- — NS Bmax 2 TC TT,
- et elle a lieu pour 21c nt = 0, n, 2tc... ; c’est-à-dire pour
- On construit alors la courbe de la force électromotrice; le tracé est déterminé d’une manière suffisante par cinq ou six points seulement, obtenus à l’aide de la formule E'max sin nt, en donnant à t cinq ou six valeurs comprises entre o
- T
- et —• La valeur maxima de E' correspond naturellement au moment où B est nul, car à ce 1110-ment 1 expression — est maxima.
- Connaissant la courbe de l'hystérésis (fig. 1) et la longueur moyenne du flux de force dans le noyau ainsi que le nombre des spires primaires, on peut calculer aisément le courant excitateur exigé pour la production d’une induction B de 1000, 2000, 3000, 4000 ou 5000 unités; ce courant a évidemment deux valeurs differentes correspondant à la courbe montante et à la courbe descendante du cycle. On obtient ainsi une courbe que nous représenterons par O, cette lettre désignant aussi l’intensité du courant correspondant.
- Outre ce courant excitateur, il faut tenir compte aussi d’un courant Y qui compense l’action démagnétisante des courants de Foucault du noyau. On peut calculer ce courant Y de la manière suivante.
- Le rectangle A B C D (fig. 2) représente une section de lamelle du noyau perpendiculaire au flux de force. Nous admettons comme précédem-
- ment que la force électromotrice induite est parallèle aux côtés du rectangle. On obtient ainsi pour l’intensité du courant élémentaire, la valeur
- . d B s8 x 1 dx * = Ht P r2
- La force magnétique produite par ce courant est donc
- d H = 0,4 TT /= 0,4 TT
- d B s! lx dx ~dt pT2 ’
- ^ étant exprimé en volts, p en ohms. On obtient
- en intégrant de x = x à x = r, la valeur de l’intensité H*, du champ magnétique produit à l’intérieur de PQ par les courants extérieurs à PQ, On a ainsi.
- H, = 0,2 JT
- d B s* / (r* — x*) dt r* p
- Pour obtenir la valeur de H due à l’action de
- Fig. S
- toute la section, il faut intégrer entre x = 0 et x —• r. On obtient ainsi le flux total à travers la surface; en le divisant par celle-ci, on obtient la valeur moyenne de l’intensité du champ magnétique parasite.
- On peut supposer que ce champ magnétique parasite est produit par un courant extérieur au noyau de fer, chaque lamelle du noyau étant constituée par une partie centrale magnétique, mais non conductrice, et par une partie extérieure non magnétique, mais conductrice, dans laquelle se propagent les courants parasites.
- Dans ce cas théorique, le champ magnétique parasite serait uniforme dans toute la parlie magnétique du noyau et le courant parasite serait en concordance de phases avec la force élec-
- tromotrice -jj qui le produit.
- Pour compenser l’effet de ce courant de Foucault, il faut faire circuler dans la partie conductrice du noyau un courant de même intensité que les précédents, mais de sens inverse; ce courant
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 42 b;.
- serait donc de même sens que le courant primaire, mais en concordance de phase avec la force contre-électromotrice.
- En effectuant le calcul indiqué plus haut, on trouve que la valeur moyenne de H due aux courants parasites est
- 40 P
- par centimètre de longueur du noyau. La valeur
- , u . . dB
- de Hest maxima avec Or
- d B _ 2J 2 TZ
- ~dï = Bmnx T cos T"
- d B 2 7t
- 5000. -y- = 2,2.10'’,
- ou, en volts,
- d B „ 4 J
- = 0,022 volts par cm2 du noyau.
- On obtient ainsi pour la valeur maxima du champ moyen H,„ = 0,43. Le courant primaire exigé pour produire ce champ H,„ doit avoir une intensité maxima lmax donnée par la formule
- 0,4 TT N I'max = 0,43.147.
- La longueur moyenne du flux d’induction dans le noyau est de 147 centimètres. On obtient ainsi
- I'max = 0,0225 amP‘
- On n’a qu’à porter cette 'valeur sur le diagramme à l’époque correspondant au maximum de la force contre-électromotrice E'. On construit alors la courbe du courant anti-parasite à l’aide de la relation
- . 2 TZ ,
- Y <= 0,0225 sin -j- *•
- Cette valeur de Y constitue une des composantes du courant excitateur. .
- Le diagramme figure 3 renferme alors toutes les données relatives au courantexcitateur décomposé en deux parties dont la première X est destinée à faire subir au noyau de fer le cycle d’induction demandé et la seconde Y à contrebalancer l’action démagnétisante des courants de Foucault.
- L’addition des valeurs de X et de Y donne le courant excitateur résultant ; on voit que ce courant est loin d’être sinusoïdal, et ses variations ne coïncident ni avec celles de E ni avec celles de B.
- On obtient facilement l’énergie dépensée dans le noyau en intégrant le produit E(X-j-Y) entre
- T T
- 0 et —; en divisant ensuite cette valeur par—, 2 2
- on obtient la perte moyenne,
- Pour que le diagramme soit complet, il faut encore tenir compte de la force contre-électromotrice produite dans l’enroulement primaire par les dérivations des flux de force dans l’air (entre le noyau et l'enroulement), ainsi que la chute de potentiel causée par la résistance du circuit primaire.
- Le travail dépensé pour l’aimantation du chemin dérivé dans l’air est rendu pendant la désai-i mantation. Il n’y a donc de ce chef aucune perte d'energie. La force contre-électromotrice résul-
- Fig, 3
- tante est très faible, car l’induction du flux dérivé est négligeable par rapport à celle du flux du noyau. Le flux dérivé est maximum lorsque le transformateur fonctionne en pleine charge; il atteint alors tout au plus 1,5 à 2 0/0 du flux total. 11 est proportionnel à la charge du transformateur.
- 11 en est de même de la chute de potentiel dans le circuit primaire, qui se calcule comme suit:
- Le circuit excitateur maximum est égal à 0,162 ampère; la résistance primaire est de 7,6 ohms ; le maximum de 1 R est donc inférieur à 1,25 volt. Cette quantité est insensible dans le diagramme; la force de la courbe électromotrice en primaire n’est donc pas sensiblement déformée de sa nature sinusoïdale.
- La conclusion qui en découle est que dans les bons transformateurs l’onde de force électromotrice est donnée exactement par la dérivée de l’onde d’induction, et réciproquement.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Force électromotrice en giggag.
- . Considérons le cas d’une force électromotrice en zigzag; ce cas est purement hypothétique; il n’en a pas moins une valeur réelle par suite des comparaisons qu’on peut faire.
- Soit Amax la valeur maxima de la force électromotrice, et T la période. L’équation de la courbe T
- entre t = o et t — — est 4
- 4 An
- t.
- On en déduit pour la valeur moyenne de y2 T
- . 4 /*4l6 Aanmx„ ,, A2mux
- '“V,
- La valeur efficace de y est donc
- y =
- vr
- tandis que la valeur moyenne est—
- Pour calculer la valeur moyenne de la puissance dans un circuit pour lequel il y a des différences de phases sensibles entre la force électromotrice en zigzag et le courant, il faut effectuer l’intégration de plusieurs termes.
- On trouve ainsi, après des calculs laborieux, que la puissance d’un courant et d’une force électromotrice en zigzag ayant une différence de phase égale à 9 est donnée par la formule
- w =
- On a
- lorsque De même lorsque
- et
- -.imiï itmix .
- 02 G3
- 48-3 + 64
- G3 \ T3/’
- W =
- Emax Iniax
- 0=0.
- W = 0
- o = l. 4
- W :
- Emax Iniax
- pour
- La force électromotrice au moment/est donnée par la formule
- E, = Emux — citj
- a étant une constante; on a E, = o,
- 1 Emax 1, • —1 . T
- pour t ——. Mais E — 0 pour t = —; par con-
- séquent
- 4 En
- La constante a est la force contre-électromotrice dans le circuit primaire; elle est due à la variation de l’induction dans ce circuit; elle a pour expression
- d B
- a = N. S
- dit
- S représentant comme précédemment la section du noyau.
- On a donc
- E, = N S. = Emax (>-|*);
- par conséquent
- Mais l’équation
- t4'H
- d _ Emax /, 2 j*\
- b* = ~ns d B
- d t
- : 0 montre que B est maxi-
- mum pour t = — ; il en résulte donc
- Bmax —
- 8 N S
- \13 E T 8 N S
- En admettant une force électromotrice sinusoïdale, nous avons trouvé
- Bmax = = 3J3 s!3 E. T,
- u. 4. N. S 5 • « N. S
- Le rapport des deux inductions maxima dans le cas d’une variation en zigzag et dans celui d’une variation sinusoïdale est donc, égal au rapport de
- .3^3, . •
- 1 à —ç-> c est-a-dire de 1,04 à 1. 11 y a donc une
- augmentation de 40/ode l’induction en faveur de la variation sinusoïdale.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 427
- Dans le cas de la force électromotrice en zigzag, on a
- f - 8 NS n V3 1
- et dans le cas de la force électromotrice sinusoïdale
- E
- JL. 8- N s 3 VT Vît
- B
- max.
- La valeur de E« est donc de 4 0/0 plus faible que Ea. Pour que l’on ait constamment Es = Ea, il faut modifier l’enroulement du transformateur à courant sinusoïdal, c’est-à-dire l’un des éléments
- 0,01 temps 0,015
- 0,005
- Fig- 4
- rie d’arcs de paraboles dont les axes, normaux à l’axe des temps, sont également espacés d’une de-mi-période. Aux points où l’induction change de signe, les deux paraboles consécutives se raccordent, ce qui donne lieu à un rebroussement delà courbe résultante. 11 est intéressant de remarquer combien cette courbe diffère peu de celle qui ré-sulted’une force électromotrice sinusoïdale.
- Les valeurs de la composante X du courant excitateur sont les mêmes que précédemment et ont été déduites de la courbe cyclique de l’induction. Pour tracer la courbe de la composante Y du courant excitateur, il faut d’abord en déterminer la valeur maxima; comme nous l’avons vu dans le cas précédent, cette valeur dépend uniquement de l’intensité maxima du champ magnétique produit par les courants de Foucault; celle-ci à son tour dépend de la valeur maxima de
- Or on a évidemment dt
- \dt} zig-zâg _ E, m„ 3470 /dB\ — E, mai 2830'
- \dtJ sinus
- La valeur maxima de Y est donc
- Y =0,0225. = 0,027 amp.
- N et S, ou, ce qui est plus simple, modifier la fréquence du courant en zigzag.
- Dans ces conditions N, S et Bmax restent invariables et les courbes d’induction utilisées précédemment peuvent servir à nouveau. 11 faudra dans l’exemple cité plus haut diminuer la fréquence de 70 à 60,4; cette diminution 11’influera que très peu sur la perte par hystérésis.
- Si par exemple E == 2000 volts, on aura
- / Emux = V3. E = 3470 VOltS,
- et la construction de Ja ligne brisée qui représente E n’offre aucune difficulté (fig. 4). Connaissant E’, on déduit la courbe d’induction à l’aide de l’une des formules
- ou
- B, = 8 Bmux ïp (T —
- On peut alors construire la courbe de Y, dont les phases coïncident avec celles de E.
- A. Palaz.
- (A suivre.)
- CHRONIQUE-ET REVUE
- DE LA PRF.SSE INDUSTRIELLE
- Sur un -wattmètre non inductif
- On a toujours éprouvé de grandes difficultés à mesurer l’énergie fournie par des courants alternatifs. Le wattmètre ordinaire, quoique exact pour des courants continus, lorsqu’on tient compte de l’énergie absorbée par l’instrument lui-même, ne donne que peu de résultats lorsqu’il s’agit de cou~ rants alternatifs, car la constante de temps relative à la bobine de fil fin est appréciable, Lorsque la pression et le courant se suivent, comme cela est le cas lorsqu’on applique une force électromo-
- La courbe de l’induction se compose d’une sé-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 425.
- trice alternative à une résistance, les indications du wattmètre sont trop basses; si la tension est appliquée.à un circuit à induction, les indications sont trop élevées.
- Le nouveau wattmètre de MM. SwinburneetC0 est combiné de façon à éviter ces erreurs. La bobine mobile ne contient qu’un petit nombre de tours .enroulés sur un cadre léger en mica ; cette bobine est assujettie en haut et en bas par des fils tendus. Les résistances extérieures sont enroulées alternativement dans deux sens, de façon que la constante de temps de la bobine de fil fin est sen-siblementzéro.
- On observe les indications à la manière ordi-
- Fig. 1
- naire par la torsion du fil, mais pour de faibles quantités d’énergie de l’ordre de grandeur des centièmes de watts, on se sert d’un miroir. Ces instruments peuvent indiquer de l’énergie correspondant à des courants allant jusqu’à 3000 volts et 25 ampères.
- D’après les constructeurs, ces instruments donnent des indications correctes sur des circuits sans induction et sur des circuits à induction dans lesquels le produit de la pression par le courant est 50 fois l’énergie réelle.
- Le wattmètre possède sur les méthodes électrométriques l’avantage qu’il n’intervient pas de résistances. M. Swinburne a décrit dernièrement un électromètre qui indique directement l’énergie et qui, quoiqu’il fasse l’office des trois voltmètres discutés par MM. Ayrton, Sumpner et Swinburne exige cependant l’emploi de résistances. M. Fleming a amélioré cette méthode en y introduisant des ampèremètres; on possède donc des moyens efficaces pour contrôler les indications de ce watt-mètre. Si cet instrument remplit les avantages que
- les constructeurs en attendent, il rendra de grands services pour la mesure des courants alternatifs.
- C. B.
- Accidents électriques à. Paris.
- Les installations électriques laissent souvent à désirer à Paris. 11 en résulte de nombreux inconvénients ; des courts circuits se déclarent et amènent des commencements d’incendie.
- . Nous donnons ci-après la liste des principaux accidents survenus en 1890 et au commencement de 1891 :
- Ier janvier 1890. — Théâtre-Français. Feu dans le tableau de distribution situé dans le premier dessous au trumeau avant-scène. — Boiseries détériorées.
- 23 mars 1890. — Boulevard Bonne-Nouvelle, 3. Feu dans une boutique. — Boiseries détériorées.
- 24 mars 1890. — Boulevard des Italiens, 26. — Commencement d’incendie en deux points distants d’environ 30 mètres (Cie Edison).
- 11 avril 1890. — Rue de Valois, il. — Feu de cloison.
- 23 avril 1890. — Rue du Faubourg-Saint-Martin, 31. — Feu dans une arrière-boutique située au rez-de-chaussée.
- 16 mai 1890. — Boulevard Poissonnière, 23. — Dégâts matériels ( perforation de conduites et et branchements de gaz). — Dégagement intense de chaleur dans le sol (C!o Edison).
- 4 juin 1890. — Théâtre-Français. —Feu aux fils du lustre.
- 19 juin 1890. — Rue Saint-Denis, 279. — Très légers dégâts matériels au col de cygne de la colonne montante du gaz. — Inflammation. — (Société annonyme d’eclairage et de force par l’électricité).
- 19 juillet 1890. — Rue Lafayette, 124. —Commencement d’incendie chez M. Lépine, électricien.
- 28 juillet 1890. — Théâtre des Menus-Plaisirs. — Feu dans une loge d’artiste.
- 21 août 1890. — Hôtel central de la Bourse de Commerce, rue du Louvre, 40. — Feu dans un couloir de l’entresol.
- 27 août 1890. — Restaurant Maire, boulevard de Strasbourg, 1. — Feu dans des fils électriques sortant du trottoir pour aboutir au soubassement de la devanture.
- 29 août 1890. — Théâtre de l’Opéra. — Feu dans la chambre affectée aux accumulateurs four-
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
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- nissant l’éclairage de secours et de veillée, située au rez-de-chaussée donnant sur la rue Scribe.
- 27 septembre 1890. — Théâtre des Variétés. — Feu dans le châssis d’une résistance électrique, située à l’avant-scène, côté cour.
- Ie1' octobre 1890. — Rue du Faubourg-Saint-Denis, 71. — Menus dégâts matériels. — Compteur à gaz dessoudé (Société annonyme d’éclairage et de force par l’électricité),
- 26 octobre 1890. — Théâtre-Français. — Feu dans une tenture touchant aux lampes à incandescence d’un portant électrique.
- 30 octobre 1890. — Boulevard Bonne-Nouvelle, 5. — Fusion locale sur un tuyau de branchement de gaz (Ci0 Edison).
- ior novembre 1890. — Grand Café, boulevard des Capucines, 14. — Feu de sous-sol renfermant les accumulateurs et le tableau de distribution.— Boiseries carbonisées (Cie Popp).
- 2 novembre 1890. — Rue Beaubourg, 88. — Feu dans une arrière-boutique.
- 9 novembre 1890. — Rue Montmartre, 76. — Commencement d'incendie (C'e Popp).
- 12 novembre 1890. — Boulevard de Magenta, 99.
- — Perforation d’un tuyau de gaz (Société anno- nyme d’éclairage et de force par l’électricité).
- 13 novembre 1890. — Halles centrales, pavillon 10. — Inflammation de conducteurs électriques. Boiseries détruites.
- 2Ô décembre 1890. — Rue de Turbigo, 15. — Feu dans un magasin.
- 26 décembre '890.— Rue de la Verrerie, 20. — Explosion assez forte. Trois ouvriers blessés. Commencement d’incendie (Ci0 Popp).
- 23 décembre 1890. — Rue de Rivoli, 112 et 118.
- — Perforation de branchements de gaz (Cic Popp).
- 4 janvier 1891.— Rue Pernellè, 8. — Station d’électricité^O0 Popp). — Feu dans un tableau de distribution.
- 5 janvier 1891. — Avenue des Champs-Elysées, 144. — Feu dans un cadre de résistance situé dans une cave (Beau et Cie).
- 7 janvier 1891. — Rue Saint-Denis, 1. — Brasserie Dreher. — Légère inflammation de gaz et menues avaries au tuyau (Réseau municipal).
- 4 mars 1891. — Boulevard des Capucines, 3. — CaféNapolitain.— Inflammation degaz(CIe Popp).
- 4 mars 1891. — Boulevard des Capucines, 5. — Trois inflammations de gaz. Commencement d’incendie (C ' Popp).
- Trieur électromagnétique Tafel (1891).
- Cet appareil est constitué par une série d’aimants/, montés sur un tambour tournant sous un canal incliné A, percé d’o ; vertu res g, conve-
- Fig. 1 et 2.
- nablement incliné, et dans lequel on fait écouler suivant h g le liquide ou la poussière à trier, de manière que la matière passe sur les aimants//. Ces aimants attirent les particules magnétiques, dont ils se débarrassent ensuite par leur raclage au passage des parois c et d du canal h g.
- G. R.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Variation d’énergie voltaïque des alliages dans la fusion, par M. Gore (').
- M. Regnauld a observé que le gallium liquide est électropositif par rapport au -gallium solide dans une solution neutre de sulfate galleux. 11 en conclut que cette expérience démontre nettement, dans un cas simple, l’influence qu’exerce la chaleur de constitution sur l’énergie des propriétés chimiques et que le travail chimique utilisable qu’un corps possède ne dépend pas seulement de la vitesse de ses atomes.
- L’auteur a cherché si le passage d’un alliage de l’état solide à l’état liquide par fusion et l’absorption considérable de chaleur qui l’accompagne coïncide d’ordinaire avec une absorption comparable de force électromotrice voltaïque, et si l’effet inverse se produit pendant la solidification.
- L’appareil se compose d’un vase de verre dans lequel on place un bâton de l’alliage solide, d’une part, et d’une pipe de fumeur ordinaire dans le fond de/laquelle on coule l’alliage liquide, d’autre part; après solidification, on verse une électrolyte dans le vase de verre et dans la pipe, qu’on réunit par un syphon. On réunit les extrémités des masses d’alliage aux bornes d’un galvanomètre d'une résistance de i ooo ohms et on attend qu’il soit au zéro. On chauffe alors le fourneau de la pipe jusqu’à ce que l’alliage soit fondu et que l’électrolyte soit voisin de son point d’ébullition, puis on enlève la flamme. On note la déviation du galvanomètre à des intervalles définis, pendant le chauffage et le refroidissement.
- On a employé trois électrolytes, l’un composé d’une partie en poids d’acide chlorhydrique pour ioo parties d’eau, le second de i partie de chlorure de sodium pour ioo parties d’eau, et enfin le troisième d’une solution presque saturée de ce sel.
- On a constaté que :
- i° Quand on fait agir la chaleur, la portion chauffée de l’alliage devient graduellement électropositive par rapport à la partie froide jusqu’au point de fusion;
- 2° Qu’un accroissement plus ou moins rapide
- de force électromotrice se produisait lorsqu’on continuait à chauffer l’alliage et l’électrolyte jusqu’au point d’ébullition du liquide; cet accroissement subit paraissait coïncider avec le moment de la fusion de l’alliage, mais ce point n'a pu être déterminé avec précision surtout avec les amalgames, dont le point de fusion n’est pas suffisamment net.
- Les phénomènes inverses se produisaient en gros quand on avait enlevé la flamme, pendant le dégagement de chaleur latente et le refroidissement qui suivait.
- Les alliages employés ont les compositions suivantes :
- i° Bismuth 70, plomb 40, étain 20, cadmium 15 ; le même a été employé pour la seconde expérience;
- 20 Bismuth 8, plomb 8, étain 3;
- 3° Bismuth 10, étain 3,5, plomb 3,2, mercure 2 ;
- 4° Zinc 1, mercure 7 ;
- 50 Amalgame d’étain correspondant à la formule Sn4 Hg5;
- 6° Cadmium 1, mercure 4.
- Avec ce dernier alliage on a observé des phénomènes plus compliqués.
- Les résultats des expériences prouvent qu’cn peut utiliser les variations d’énergie voltaïque pour la découverte des modifications physiques et chimiques qui se produisent dans les alliages métalliques.
- C. R.
- Expériences sur les courants alternatifs de très
- haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par N. Tesla t1)..
- De toutes les expériences qu’on peut faire avec les courants alternatifs rapides, les plus intéressantes sont celles qui regardent la réalisation d’un éclairage pratique. On ne peut nier que les mé-thodesactuelles, malgré leurs brillants succès, sont très coûteuses; il faut en découvrir de meilleures et inventer des appareils plus parfaits.
- Les recherches modernes ont ouvert de nouvelles voies pour la production d’une source efficace de lumière et l’attention s’est portée dans la direction indiquée par de savants pionniers. Beaucoup ont été séduits par l’enthousiasme et
- (l) Phtlosophical Magazine, juillet 1891.
- (4) La Lumière Electrique du 22 août 1891, p. 389.
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- la passion de la découverte, qui se sont trompés dans leur zèle vers le but à atteindre. Partant de l’idée d’ondes électromagnétiques à produire, ils ont donné peut-être trop d’attention à l’étude des phénomènes électromagnétiques, et négligé celle des phénomènes électrostatiques. Naturellement, presque tous les chercheurs se sont servis d’appareils semblables à ceux employés dans d’anciennes expériences. Mais, tandis que dans ces modèles d’appareils les effets électromagnétiques sont énormes, les effets électrostatiques sont extrêmement petits.
- Dans les expériences de Hertz, par exemple, une bobine de haute tension est mise en court circuit par un arc dont la résistance est très petite, et plus elle est petite et plus il y a de capacité aux pôles; la différence de potentiel de ceux-ci en est énormément diminuée. D’un autre côté, quand la décharge ne passe pas entre les pôles, les effets statiques peuvent être considérables, mais seulement qualitativement et non quantitativement, puisque l’établissement et la rupture sont rapides et que la fréquence est faible. Dans un cas ni dans l’autre, par conséquent, il n’y a pas d’effets électrostatiques puissants perceptibles.
- Des conditions analogues se retrouvent dans plusieurs intéressantes expériences du Dr Lodge • où des bouteilles de Leyde donnent des décharges disruptives. On a pensé — et on a, je crois, avancé — qu’en pareil cas la majeure partie de l’énergie est rayonnante dans l’espace. A* la clarté des expériences que j’ai décrites ci-dessus on ne le croira pas.
- Je puis affirmer qu’en pareil cas la majeure partie de l’énergie est dépensée en chaleur dans le circuit de décharge de l’arc et ,dar|s les matériaux conducteurs et isolants de la bouteille; une certaine^ énergie étant naturellement dépensée dans l’électrisation de l’air; mais cette quantité d’énergie rayonnante est très petite.
- Quand une bobine d'induction de haute tension, animée par un courant alternant seulement 20 ooo fois par seconde a ses bornes fermées au travers d’une bouteille même très petite, toute l’énergie passe pratiquement parle diélectrique de la bouteille qui s’échauffe, et les (effets électrostatiques ne se manifestent extérieurement qu’à un très faible degré. On peutconsidérer le circuit extérieur de la bouteille de Leyde, c’est-à-dire l’arc de décharge et ses connexions avec les ar-
- mures, comme un circuit alternatif de très haute fréquence et d’assez haut potentiel fermé par les armures et le diélectrique qui les sépare, et il est évident par là que les effets électrostatiques doivent être fort petits, même si l’on se sert d’un circuit de retour. Ces conditions font saisir qu’il était impossible avec les appareils usuels d’observer des effets électrostatiques puissants et qu’on ne doit qu’à la grande habileté des expérimentateurs ce qu’on sait en fait dans ce sens.
- Mais de puissants effets électrostatiques sont une condition sine qna non de la production de la lumière indiquée par la théorie. D’abord les effets électromagnétiques sont inutilisables, car, pour produire l’effet voulu, il faudrait faire passer un courant variable au travers d’un conducteur qui cesserait de le transmettre bien avant que la fréquence nécessaire soit atteinte. D’un autre côté, les ondes électromagnétiques de longueur bien supérieures à celles de la lumière qui se produisent en déchargeant un condensateur ne paraissent pas pouvoir servir autrement qu’en utilisant leurs effets dans les conducteurs, comme nous le faisons dans les méthodes actuelles qui sont désastreuses.
- De pareilles ondes ne peuvent agir sur les charges statiques moléculaires ou atomiques d’un gaz, les faire vibrer ni émettre de la lumière. Les ondes transversales longues ne peuvent apparemment pas produire de tels effets, puisqu’elles peuvent franchir aisément de grands espaces d'air. Ces ondes obscures, à moins d’être de la longueur des véritables ondes de lumière, ne paraissent pas pouvoir produire de radiation lumineuse dans un tube de Geissler et j’incline à penser que les phénomènes lumineux que l’on peut produire dans un tube sans électrodes sont de nature électrostatique.
- Pour développer ces effets lumineux, il faut des chocs électrostatiques directs, qui puissent, quelle que soit leur fréquence, agir sur les charges moléculaires et produire la lumière, Et comme un conducteur de dimension mesurable ne peut conduire un courant variable de la fréquence nécessaire, il faut opérer avec un gaz; la production de phénomènes électrostatiques puissants devient une nécessité impérieuse.
- J’ai ainsi trouvé que des effets électrostatiques sont efficaces pour produire la lumière. OrTpëut, par exemple, mettre un corps réfractaire dans un globe plus ou moins raréfiéj et le relier à une
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- source à potentiel élevé et rapidement variable, qui le fasse frapper contre les molécules du gaz un grand nombre de fois par seconde et excessivement vite, et l’amène ainsi à l’incandescence. On peut encore mettre le corps dans un vide très parfait et infranchissable, et, en employant de très hautes fréquences et de très hauts potentiels, transmettre une énergie suffisante aux corps voisins pour le maintenir incandescent; en d’autres termes, on peut, en se servant de potentiels très élevés et rapidement variables, ébranler l’éther entraîné par les molécules du gaz ou leur charge statique, de manière à le faire vibrer et émettre de la lumière.
- Mais les phénomènes électrostatiques dépendant du potentiel et de la fréquence, il faut les accroître autant que possible pour produire l’action la plus énergique. On peut obtenir de bons
- Fig. 19. — L’expérience de Crookes à circuit ouvert.
- résultats en maintenant faible l’un des facteurs, pourvu que l’autre soit assez grand, mais on est limité pour tous deux. Mes expériences démontrent qu’on ne peut dépasser une certaine fréquence, parce que d’abord le potentiel est si élevé qu’il devient dangereux et parce qu’ensuite la lumière se produit moins avantageusement.
- J’ai constaté qu’en se servant des basses fréquences ordinaires, l’effet physiologique du courant nécessaire pour maintenir à un certain degré d’éclat un tube de quatre pieds de long muni d’armures internes et externes est si fort qu’il pourrait faire un mal sérieux quand on n’est point habitué à de pareilles secousses; au contraire, avec vingt mille alternances par seconde, on peut maintenir le tube au même degré d’éclat sans rien sentir. Ceci tient principalement à ce qu’il faut un bien moindre potentiel pour produire le même effet lumineux et aussi à ce que le rendement est plus élevé dans la production de la lumière. 11 est évident, en pareil cas, que le rendement est d’autant meilleur que la fréquence est plus haute, car
- plus les molécules se chargent et se déchargent rapidement et moins il y a d’énergie perdue sous formes de radiations obscures. Malheureusement, on ne peut aller au delà d’une certaine fréquence à cause de la difficulté qu’il y a à produire et à transmettre ces effets.
- J’ai dit précédemment qu’un corps renfermé dans un tube non raréfié peut être fortement chauffé en le reliant à une source alternative à haut potentiel. L’échauffement, en pareil cas, est dû, selon toute probabilité, au bombardement moléculaire du gaz contenu dans l'ampoule, Quand le tube est raréfié, réchauffement du corps est beaucoup plus rapide et il n’y a aucune difficulté à porter un fil ou un filament à un degré quelconque d’incandescence en le reliant simplement au pôle d’une bobine de dimension convenable.
- Ainsi, en reliant l'appareil bien connu du pro-
- Fig. 20. — Lampe avec un seul bloc de matière réfractaire.
- fesseur Crookes, formé d'un fil de platine supportant des ailettes (fig. 19) à la borne de la bobine, le fil devient incandescent et les ailettes tournent comme en employant le courant d’une pile. Un mince filament de charbon, ou plutôt une boule en matière réfractaire (fig.20), peut devenir, malgré qu'elle soit mauvaise conductrice, fortement incandescente dans un tube raréfié; on a ainsfune lampe simple susceptible de fournir un pouvoir éclairant voulu.
- La réussite de ce genre de lampes dépendra grandement du choix des corps donnant la lumière, et comme les corps réfractaires mauvais conducteurs et capables de supporter longtemps une très haute température peuvent servir, les appareils de ce genre seront avantageux.
- On pourrait d’abord imaginer que si l’ampoule contenant la boule réfractaire est très raréfiée — c’est-à-dire autant que le permettent les meilleurs appareils — réchauffement serait moindre et qu’il ne se produirait pas dans un vide parfait. Ce n’est point ce qu’indique mes expériences; meilleur est le vide et plus facilement les corps
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- deviennent incandescents. Ce résultat est intéressant pour plusieurs raisons.
- Au début de ce travail, l’idée m’est venue que deux corps de matière réfractaire enfermés dans une ampoule raréfiée au point que la décharge d’une forte bobine d’induction produite de la façon ordinaire ne puisse passer, pourraient devenir incandescents par la seule action condensante.
- Naturellement, pour atteindre ce résultat, d’énormes différences de potentiel et de très hautes fréquences sont nécessaires.
- Mais une lampe de ce genre posséderait un grand avantage sur une lampe à incandescence ordinaire quant au rendement. On sait que le rendement d’une lampe est jusqu’à un certain point fonction du degré d’incandescence et que si
- Fig. 21. — Lampe à deux filaments avec liaisons extérieures dans le vide extrêrpe.
- l’on pouvait faire travailler le filament à une incandescence beaucoup plus haute, le rendement serait d’autant plus grand. Dans une lampe ordinaire, cela est impraticable à cause de la destruction du filament, et l’on détermine par expérience jusqu’où il convient de pousser l’incandescence. 11 est impossible de dire combien on pourrait obtenir un meilleur rendement si le filament pouvait résister indéfiniment, car les recherches de Ce genre ne peuvent être poursuivies indéfiniment, mais il y a des raisons de croire que le rendement serait beaucoup plus élevé. On pourrait perfectionner la -lampe ordinaire en se servant d’un charbon court et épais, mais alors les conducteurs de liaison devraient être épais, et il y a en outre beaucoup d’autres raisons qui rendent une pareille modification impraticable. Mais, dans la lampe décrite ci-dessus, les conducteurs de liaison peuvent être très petits et la matière in-
- candescente sous forme de blocs de très petite surface radiante; en outre, la matière réfractaire peut n’être point le charbon, mais quelque mélange à base d'oxyde, par exemple, avec le charbon ; elle peut être choisie parmi les corps non conducteurs capables de résister à une très haute température.
- Tout ceci indique la possibilité d’obtenir avec une pareille lampe un bien meilleur rendement qu’avec les lampes ordinaires. D’après mes expériences, il est démontré que les blocs sont portés à un haut degré d’incandescence avec de bien moindres potentiels que le calcul ne l’indique et que les blocs peuvent être à de grandes distances l’un de l’autre. On peut présumer et il est pro-
- Fig. 22. — Lampe avec deux blocs réfractaires dans l’extrême vide.
- bable que le bombardement moléculaire est un élément important dans réchauffement, même lorsque le vide est fait avec le plus grand soin; car si le nombre des molécules est relativement insignifiant, leur libre parcours est très grand, il y a moins de rencontres et les molécules atteignent une plus grande vitesse, en sorte que réchauffement qui en résulte est considérable, comme dans les expériences de Crookes sur la matière radiante.
- Mais il est également possible qu’on ait affaire à une facilité plus grande qu’ait la charge de se dissiper dans un vide très parfait quand le potentiel est rapidement alternatif, et dans ce cas réchauffement serait dû surtout au surcroît de charge des corps chauds. Le fait observé peut d’ailleurs provenir grandement des points que j’ai indiqués, de ce que les blocs ou les filaments
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- places dans le vide équivalent à des condensateurs d’une surface bien supérieure à celle calculée d’après leurs dimensions géométriques. Les savants diffèrent encore sur l’opinion qu'une charge puisse ou ne puisse pas se dissipe.r dans le vide, ou, en d’autres termes, si le vide est ou n’est pas conducteur. Dans la première alternative, un filament mince, enfermé dans un tube raréfié et relié à une source constante d’un énorme potentiel serait porté à l’incandescence.
- J’ai construit et expérimenté de nombreuses formes de lampes d’après les principes qui précèdent, avec des corps réfractaires sous forme de filaments (fig. 21), ou de blocs (fig. 22), et je poursuis mes recherches dans ce serrs. Il n’y a pas de difficulté à atteindre un degré d'incandescence où
- Fig. 23. — Lampe avec un seul filament droit avec liaison extérieure.
- le charbon ordinaire est, selon toute apparence, fondu et volatilisé.
- Si l’on pouvait faire un vide absolument parfait, une pareille lampe actionnée avec un courant spécial et du genre approprié serait un appareil d’éclairage indestructible et bien plus efficace que la lampe à incandescence ordinaire; on ne peut jamais atteindre la perfection et il y aura toujours une usure lente et une diminution graduelle de la matière comme dans les lampes ordinaires; mais il n’y a pas possibilité d’une destruction soudaine et prématurée comme par la rupture du filament dans les lampes ordinaires, surtout si les corps incandescents sont sous forme de blocs.
- Avec ces potentiels rapidement alternatifs, il n’y a pas de nécessité d’enfermer deux blocs dans la rhême ampoule, mais on peut n’employer qu’un seul bloc, comme sur la figure 20 ou qu’un seul filament, comme sur la figure 23. Le potentiel doit naturellement alors être plus élevé, mais
- il est facile à obtenir et n'est d’ailleurs pas nécessairement dangereux.
- La facilité avec laquelle le filament ou le bouton est porté à l’incandescence, toutes choses égales d’ailleurs, dépend de la dimension du globe. Si Ton pouvait obtenir un vide parfait, cette dimension n’aurait pas d’importance, car tout réchauffement proviendrait alors entièrement du surcroît de charge des molécules et toute l’énergie serait transférée dans le voisinage par radiation ; mais ceci n’a jamais lieu en pratique, il y a toujours un peu de gaz restant dans l’ampoule et quand même le vide est poussé au plus haut degré, l’espace interne peut-être considéré comme conducteur lorsqu’on se sert de potentiels aussi élevés et je crois que pour apprécier l’énergie transmise par le filament, on doit regarder la surface interne de l’ampoule comme une armure du condensateur, l’autre étant représentée par l’air et les objets qui entourent l’ampoule. Quand les alternances sont très lentes, il n’est pas douteux qu’une partie considérable de l’énergie est dépensée dans l’électrisation de l’air ambiant.
- E. R.
- {A suivre.)
- VARIÉTÉS
- SUR LA
- TRANSMISSION ÉLECTRIQUE DE L’ÉNERGIE
- PAR M. GISBERT KAPP (1)
- PRINCIPES FONDAMENTAUX
- Le principe fondamental de la transmission électrique de l’énergie dépend de l’action particulière, et je pourrais presque dire mystérieuse, que les aimants exercent les uns sur les autres et qu’on appelle l’induction électromagnétique; il s’agit ici plus particulièrement de deux cas de l’induction électromagnétique dont le premier a été découvert par Œrsted et le second par Faraday. Œrsted a découvert que dans certaines conditions une aiguille aimantée est déviée par un courant électrique, et Faraday que le mouvement
- t1) La Lumière Electrique du 15 août 1891, pi 336.
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- relatif d’un conducteur fermé et d’un aimant pro- 1 duit dans certaines circonstances un courant de courte durée dans ce conducteur.
- L’effet découvert par Œrsted est permanent; l’aiguille est déviée aussi longtemps que le courant circule. L’effet découvert par Faraday est au contraire transitoire; le courant ne circule pas aussi longtemps que l’aimant reste en place, mais seulement pendant le temps qu’a lieu le changement dans les positions relatives de l’aimant et du conducteur fermé.
- 11 est clair que, dans l’expérience d’CErsted, le mouvement de l’aiguille est dû à une force mécanique entre l’aimant et la bobine. Dans celle de Faraday le courant transitoire doit résulter d'une force électromotrice instantanée, laquelle force électromotrice doit à son tour avoir pour cause le mouvement relatif entre la bobine et l’aimant. La méthode moderne pour expliquer ces faits est basée sur la conception des lignes de force magnétiques et sur l’enchevêtrement de ces lignes avec la bobine dans laquelle circule le courant.
- Ce sujet a été traité d’une manière supérieure par M. S. Thompson dans des conférences faites devant cette société en 1882; je n’ai pas besoin de reprendre ce sujet, car je supposerai que vous êtes familiarisés avec la théorie des lignes de force.
- En langage moderne on peut expliquer.les deux phénomènes fondamentaux de la manière suivante :
- i° Lorsqu’un courant coupe des lignes de force, il en résulte une force mécanique entre le conducteur et l’aimant (ou son équivalent);
- 20 Le mouvement relatif entre un aimant (ou son équivalent) et une bobine enroulée de fil produit une force électromotrice dans cette dernière.
- 11 suit immédiatement de ces deux propositions que, lorsqu’on combine l’entrecroisement de fil conducteur et de lignes de force avec du mouvement, il faut dépenser de la force ou bien il se produira de la force, suivant que le mouvement se fait dans la direction de la force magnétique résultant de l’action des aimants et des lignes de force ou est opposé à cette direction. En d’autres termes, on peut par ces moyens convertir l’énergie mécanique en énergie électrique ou inversement.
- Si on réalise les deux procédés en même temps,
- c’est-à-dire si on combine l’expérience de Faraday avec celle d’CErsted, il faut disposer une paire de fiis entre les deux appareils de conversion. Dans l’expérience de Faraday, si nous faisons mouvoir l’aimant d’acier par rapport à la bobine, il faut dépenser de l’énergie mécanique qui est convertie en energie électrique représentée par un courant circulant sous une différence de potentiel très faible dans ce cas. L'énergie représentée par ce courant est convertie de nouveau dans l’expérience d’CErsted en énergie mécanique qui produit la déviation de l’aimant.
- La quantité totale d’énergie ainsi transmise d’un endroit à un autre est nécessairement très faible, mais, par l’application du principe sur une plus grande échelle, on peut effectuer la transmission de plusieurs chevaux-vapeur, et je me propose de vous montrer comment on peut arriver pratiquement à ce but.
- Avant d’aborder ce sujet, il faut que je vous explique la signification d’une expression que j’ai employée en parlant des principes fondamentaux sur lesquels est basée la transmission électrique de l’énergie. J’ai dit qu’il faut disposer d’une bobine et d’un aimant ou son équivalent. L’équivalentd’un aimant est, comme vous le savez, une bobine de fil dans laquelle circule un courant; par conséquent, les expériences doivent réussir également si, au lieu d’un aimant, on emploie une bobine. Dans 1a. pratique on n’emploie ni un aimant d’acier, ni une bobine seule, mais la combinaison d’une bobine avec un noyau de fer constituant l’appareil connu sous la désignation d’électro-aimant.
- Vous savez que, d’après la conception moderne des champs magnétiques, chaque pôle d’un aimant émet un certain nombre de lignes de force; lorsqu’on fait mouvoir un aimant devant une bobine, les fils de cette bobine sont coupés par les lignes de force. Plus le mouvement est rapide, c'est-à-dire plus il y aura de lignes de force coupées par l’unité de temps, plus grande sera la force électromotrice produite; il en sera de même lorsqu’on augmentera le fil de la bobine, puisque les forces électromotrices produites par les différents tours s’ajoutent. On voit aussi facilement par l’expérience que la force électromotrice est d’autant plus grande que l’aimant est plus puissant; on trouve donc que cette force électromotrice est proportionnelle au produit de l’intensité du champ et de la vitesse avec laquelle les lignes
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- de force sont coupées et la longueur du conducteur.
- En désignant ces quantités respectivement par H, v et l, la force électromotrice produite est en unités C. G. S. H vl, en se souvenant que cent millions d’unités C. G. S. de force électromotrice valent un volt; on a ainsi l’expression
- Volts = H»/ io-8.
- Dans cette formule l’intensité du champ est évaluée en lignes par centimètre carré, la vitesse et la longueur sont évaluées en centimètres.
- La force mécanique qu’éprouve un conducteur dans le voisinage d’un pôle d'aimant est, d’après nos idées modernes, due au fait que les conducteurs traversent les lignes de force issues des pôles de l’aimant. La force évaluée en dynes est donnée par le produit H cl, c étant l’intensité du courant. Comme il faut 981000 dynes pour pro-
- Fig. 1
- duire la force d’un kilogramme, et comme l’unité C. G. S. du courant est de 10 ampères, il s’ensuit que la force produite par un courant de c ampères est donnée par l’expression
- Ce sont les deux équations fondamentales nécessaires pour établir un transport électrique d’énergie.
- Voyons maintenant quelle est la méthode la plus simple qu’on puisse employer. A la station génératrice il faut un conducteur qui coupe les lignes de force; ce conducteur doit être réuni à l’aide de fils à un conducteur semblable établi à la station réceptrice. Le second conducteur doit également traverser les lignes de force, de sorte que, lorsqu’il est traversé par un courant, il y aura une force mécanique produite et cette force peut effectuer du travail. Cet arrangement est montré dans la figure 1, où les lignes R représentent des rails fixes, horizontaux, parallèles, en travers desquels sont placées des pièces glissantes St S2.
- Imaginons que les lignes de force magnétiques traversent verticalement les rails fixes; alors si on déplace la pièce Sj une force électromotrice prendra naissance et produira un courant à travers les fils de connexion W et la pièce S2 à la station réceptrice. La pièce S2 est supposée être placée en croix sur les lignes de force; elle sera par conséquent sollicitée par une force mécanique. On peut ainsi transmettre mécaniquement de la force delà la pièce S, à la pièce S2.
- On voit facilement qu’une expérience de ce genre pourrait être essayée à l’aide d’un chemin de fer. Les conducteurs fixes et les fils de connexion seraient les rails; le contact glissant qui engendre le courant serait une barre posée en travers et déplacée par un train; les lignes de force seraient fournies par la composante verticale du magnétisme terrestre. A une autre partie du chemin de fer distant de plusieurs kilomètres si l’on veut, une autre barre transversale posée en tra-
- Fig. C
- vers des rails serait mise en mouvement par le courant qui la traverse.
- Théoriquement, un arrangement de ce genre représente assez correctement la transmision électrique de l’énergie, mais il n’est guère nécessaire de dire que pratiquement on n’obtiendrait aucun résultat. Si on applique la formule donnée précédemment, on trouve que, même si la pièce est mue avec la vitesse d’un train express, la force électrique produite n’est que d’environ un millième de volt; par suite de la faiblesse extrême du champ magnétique que nous fournit la nature. Si nous pouvions appliquer un champ magnétique artificiel d’une intensité de même ordre que celle qu’on emploie dans les machines dynamo, c’est-à-dire d’une intensité d’environ 10000 fois celle du champ magnétique terrestre, on obtiendrait, dans notre pièce glissante, environ îo volts.
- Il est évident qu’on ne peut pas produire un champ aussi intense sur des kilomètres de chemin de fer; il faut donc chercher un autre arrangement. On peut le faire comme il est indiqué figure 2, où l’un des rails est remplacé par un contact central et l’autre par un conducteur circu-
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- A,Z?
- laire. Le contact glissant, au lieu de se mouvoir parallèlement à lui-même, doit tourner autour du contact central, ce qu’on réalise facilement à l’aide d’une poulie.
- Nous avons réalisé ainsi ce qu’on appelle une machine non polaire, mais cet arrangement, bien que préférable au contact glissant, ne peut pas donner de résultats dans la transmission de l’énergie, parce que la force électromotrice est encore très faible. Elle n’est que de quelques volts, tandis qu’il en faut des centaines et même des milliers pour porter la force au loin. Le remède évident consiste à employer plusieurs conducteurs et à les relier de telle façon que la force électromotrice s’ajoute; en d’autres mots, au lieu d'une machine non polaire, il faut prendre une machine ordinaire à courant continu et enroulée pour produire de hautes tensions. Cet arrangement est montré
- en deux fils conducteurs isolés de la terre. On voit facilement qu’il n’est pas nécessaire que ces deux dynamos soient placées l’une près de l’autre; on peut augmenter beaucoup la distance, pourvu que les fils soient suffisamment forts et bien isolés. Si pour faire l’expérience ces dynamos sont placées à proximité l’une de l’autre, c’est pour pouvoir suivre facilement les mouvements des armatures.
- Pour traiter complètement ce sujet, il faudrait traiter avec détails la machine dynamo, ce que je ne ferai pas; d’ailleurs ce sujet vous est déjà familier. Je ne donnerai donc que les quelques formules qui sont nécessaires et sans en donner la démonstration.
- Ces formules sont les suivantes :
- Volts = Hv! io—8,
- Fig. 3
- dans la figure 3 où G! représente la génératrice, G2 le moteur ou la machine réceptrice. Si on relie ensemble leurs balais comme le montre le diagramme et si on fait tourner l’armature de la génératrice, un courant circulera à travers cette armature, les conducteurs W et à travers l’armature du moteur; ce courant exercera sur cette dernière armature une force mécanique qui tendra à la faire tourner et à produire de l’énergie mécanique. 11 est facile de réaliser cette expérience à l’aide de deux dynamos montées comme cela est indiqué figure 3.
- Kilogrammes =
- H cl
- 9810 000’
- G courant total à travers l’armature. c — à travers un conducteur simple. ea force électromotrice de l’armature en volts. t nombre de conducteurs actifs sur l’armature. p nombre de paires de pôles (p= 1 dans une machine à deux pôles).
- «vitesse de révolution; nombre de tours par minute.
- F induction totale en unités C. G. S.
- = Ft
- Force
- électromotrice
- 60
- 10-8 Machines à deux pôles.
- c = *Ft 7- io-“ r 60
- _8 Machines multipolaires, armature enroulée en série.
- / Kilogrammètres = 1,615 Ft C io-'o Machines à ^ deux pôles.
- Torque <;
- I Kilogrammètres = 3,23 Ft C p io-1» Machines V multipolaires.
- MACHINES EMPLOYÉES POUR LE TRANSPORT DE LA FORCE
- L’expérience précédente a montré comment on peut transporte/ de l’énergie par l’électricité. Con sidérons maintenant plus en détail les différentes parties dont se compose ce dispositif. A l’une des extrémités de la ligne de transmission nous avons la dynamo génératrice, à l’autre extrémité la dynamo motrice, puis la ligne elle-même, consistant
- En examinant ces formules, on constate des analogies curieuses. Les notations représentant l’intensité du champ, et le nombre total des fils actifs de l’armature se trouvent dans chaque groupe, mais le courant ne se trouve que dans le groupe donnant le torque ou l’effort mécanique de rotation; la vitesse n’intervient que dans le groupe de la force électromotrice; si on multiplie la formule qui donne le torque par la vitesse, on obtient, dans le premier membre, de l’énergie
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- mécanique, et dans le second le produit d’une constante, de la force électromotrice et du courant, c’est-à-dire de l’énergie électrique; en effectuant ce calcul, on trouve que l’énergie mécanique exprimée en chevaux-vapeur est égale au nombre de watts divisé par 746; c’est la formule bien connue pour convertir l’énergie mécanique en énergie électrique.
- Les formules sont également applicables à des armatures cylindriques avec enroulement genre Gramme, pourvu que l’on ne compte pas le nombre de fils, mais les conducteurs actifs sur la circonférence entière de l’armature. Pour ce qui concerne les machines à deux pôles, les formules sont les mêmes quje celles qu’on trouve dans les traités. 11 est nécessaire d’entrer dans quelques explications sur l’enroulement lorsqu’il y a plus de deux pôles et l’avantage qui en résulte. Pour être clair, il faut revenir un instant sur les méthodes ordinaires d’enroulement en tambour pour une machine à deux pôles.
- Dans les traités, les auteurs ont l’habitude de ne montrer qu’un petit nombre de conducteurs, parce que le diagramme serait incompréhensible par suite du grand nombre de lignes qu’il faudrait mener pour représenter l’armature comme elle est faite réellement. Pour éviter cette difficulté, j’emploie, au lieu d’un diagramme, un tableau pour indiquer l’enroulement. Le tableau suivant montre l’enroulement d’une armature à tambour avec 100 conducteurs.
- Enroulement à tambour
- F B F B F B F B F B F
- D U 0 U l) u D U D u
- IOO 49 - - 98 47 96 4=> 94 43 92 4'
- go 59 88 37 86 35 «4 33 82 3'
- S 0 29 78 27 76 2 s 74 23 72 21
- 70 19 68 ‘7 66 >5 64 13 62 I 1
- t 0 9 5« 7 56 5 54 3 52 I
- 5° 99 4» 97 46 65 44 93 42 91
- 40 80 3S «7 36 «5 34 89 32 8l
- 30 79 28 77 26 75 =4 73. 7'
- 20 6g 18 67 l6 64 '4 63 12 6l
- 10 IOO 59 49 - 8 - 9y 57 6 55 4 53 5i
- Les chiffres au commencement des colonnes verticales indiquent la direction de l’enroulement en supposant qu’on regarde l’extrémité de l’ar-
- mature. La lettre D signifie un fil enroulé vers le bas ou du côté qui s’éloigne de l’enrouleur; la lettre U un fil enroulé vers le haut ou du côté qui s’approche de l’enrouleur. Les lettres F et B, placées entre les autres, indiquent les connexions respectivement du front et du dos.
- Dans les machines modernes, ces connexions ne sont pas faites de fils flexibles; elles sont faites à l’aide de pièces séparées d’une forme spéciale, et généralement d’une section plus forte que les conducteurs, afin de réduire autant que possible, la résistance de l'armature. (M. Kapp montre à l’auditoire un collecteur monté et un autre en pièces séparées).
- En se rapportant au tableau précédent, on voit que chaque fil est numéroté; on peut ainsi se rendre facilement compte des connexions de chaque fil. Le tableau suivant se rapporte à une machine à huit pôles, enroulée de façon à obtenir une force électromotrice qui corresponde aux quatre paires de pôles en série. Ce tableau s’explique pour ainsi dire de lui-même; pour aider à comprendre cet enroulement, voici un modèle qui montre un certain nombre de conducteurs d’une machine à six pôles.
- Cette méthode d’enroulement a été inventée par MM. Scott et Paris. Les fils ne se croisent pas aux extrémités, les bouts des conducteurs étant reliés simplement à l’aide de segments du genre que je viens de vous montrer, mais avec cette différence que chaque segment, au lieu de comprendre un demi-cercle, n’en comprend que la sixième partie. L’enroulement se fait pour ainsi dire en zig-zag, en retournant au second fil derrière le point du départ du précédent. 11 n’y a ainsi que deux balais. Les tableaux relatifs aux enroulements montrent clairement comment la force électromotrice augmente de fil en fil et que la plus grande différence de potentiel a lieu entre les fils voisins, au diamètre de commutation. La différence de potentiel entre les segments voisins du collecteur est cependant limitée à la force électromotrice due aux deux conducteurs. L’enroulement se rapporte aux machines à haute tension nécessaire au transport électrique de l’énergie.
- Lorsqu’il s’agit de forts courants et de basses pressions, on change l’enroulement pour former des boucles sur l’armature, et pour des machines intermédiaires on emploie une combinaison de ces deux méthodes. Mais, comme ces enroule-
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- ments n’ont pas d'importance directe pour la transmission de la force, je n’entrerai pas dans leur description.
- Enroulement d'une armature à tambour h huit pôles] 202 conducteurs; enroulement en série ; balais ± distants de 135*.
- F B F B F B F B F
- D U D U D U D U
- 202 25 5° 73 100 12s '5° '75
- 200 23 48 73 98 123 148 '73
- 19s 2 1 46 7' 96 121 146 '/'
- IÇO 19 - - 44 69 94 "9 '44 169
- 194 '7 42 67 92 117 142 167
- 192 '5 40 65 90 "5 140 165
- IÇO '3 38 63 88 "3 .38 163
- 188 1 I 36 6l 86 I I ! 136 l6l
- 186 9 34 59 84 109 '34 '59
- 184 7 32 57 82 107 '32 '57
- 182 5 30 55 80 105 1 30 '55
- 180 3 28 53 78 103 128 '53
- 178 I 26 5' 76 101 126 '5'
- 176 201 24 49 74 99 124 '49
- '74 199 22 47 72 97 I 22 '47
- 172 197 20 45 70 95 + '20 '45
- 170 195 i S 43 68 93 1 IO '43
- 168 393 16 4' 66 9' 1 l6 '4'
- [66 191 14 39 64 89 "4 '39
- 164 189 12 37 62 87 I 12 '37
- 162 187 IO 35 60 85 I 10 '35
- 160 185 8 33 58 83 108 '33
- 158 '«3 6 3' 36 81 106 I *1
- 136 181 4 29 54 79 104 129
- '54 '79 3 27 52 77 102 1:7
- 152 '77 202
- Considérons les avantages d’une machine multipolaire du genre que je viens de vous indiquer. Les inducteurs sont arrangés d’une manière symétrique autour de l’armature; on évite ainsi l’action magnétique qui a lieu d’un côté lorsqu’on ne se sert que d’une seule paire d’aimants en fer à cheval. 11 n’y a que très peu de déperdition magnétique, la machine étant, commemn dit,, cuirassée et, comme je vous l’ai déjà montré, la force électromotrice est égale à celle de plusieurs machines accouplées en série; le ^diamètre interne de l’armature est très grand, donnant beaucoup de place pour la circulation de l’air, et le poids de la machine est moindre que celui de la machine équivalant à deux pôles. L’avantage principal cependant est la faible réaction d’armature. Des expériences faites avec de grandes machines à deux pôles ont montré qu’il existe une limite au-dessus de laquelle les machines à deux pôles cessent de donner des résultats satisfaisants. Cette limite dépend naturellement de la vitesse et du voltage,
- ainsi que du courant produit; mais on peut dire qu’au-delà de 100 chevaux il est préférable de prendre une machine multipolaire; par conséquent, pour la transmission de grandes quantités d’énergie, il faut en général employer des machines multipolaires.
- Jusqu’ici je n’ai fait aucune distinction entre les machines motrices et génératrices, parce que la différence est presque négligeable. Il y a certains effets secondaires qui peuvent être plus grands dans un genre que dans l’autre, mais ils ont si peu d’importance qu’il n’est pas nécessaire de consacrer du temps à cette considération. En général, de bonnes génératrices font de bons moteurs. Tout ce qui est nécessaire, c’est d’avancer un peu les balais par rapport à la ligne neutre dans la première espèce de machines et de les caler un peu en arrière dans l’autre espèce.
- Voyons maintenant ce qu’il faut tâcher d'atteindre lorsqu’il s’agit d’une transmission d’énergie. A la station génératrice, on a besoin d’une force électromotrice aussi élevée que possible, parce qu’une force électromotrice élevée signifie de grandes énergies et une faible perte due à la résistance de la ligne. A l’extrémité où est établi le moteur, il faut disposer d’un torque ou d’un effort statique aussi élevé que possible, en même temps que d’une certaine vitesse.
- En considérant les formules, on voit qu’il est impossible d’obtenir de la vitesse sans avoir de la force électromotrice qui, dans le cas du moteur, s’oppose au courant, de sorte que, dans le cas du moteur, le courant qui circule est la différence entre la force électromotrice du générateur et celle qu’oppose le moteur. Cette différence divisée par la résistance totale donne le courant.
- L’énergie électrique développée dans la génératrice est le produit de ce courant et de la force électromotrice de l’armature. L'énergie électrique convertie par le moteur est le produit du même courant par la force contre-électromotrice du moteur. 11 s’ensuit que le rendement électrique du système est donné par le rapport des forces électromotrices de la génératrice et du moteur.
- Plus ces deux forces sont égales, c’est-à-dire moins il y a de résistance perdue dans la ligne, plus le rendement est élevé. Plus le courant est faible et moins on perd de la force électromotrice dans la résistance ; mais, pour obtenir de l’énergie avec un faible courant, il faut que la pression soit élevée. On voit donc qu’au point de vue «lectri-
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- que, il faut prendre un voltage aussi élevé que possible. Il faut considérer cependant d’autres questions que celles du rendement électrique, et, si nous tenons compte de ces considérations, nous trouvons que pour chaque cas il y a un voltage particulier qui convient le mieux.
- Je vais aborder ce sujet, mais auparavant il faut entrer dans certaines considérations relatives au réglage de la vitesse et de l’énergie dans des installations de transmission. A m’oins qu’on ne puisse contrôler la vitesse et régler l'énergie produite à la station réceptrice, le moteur le plus parfait et le meilleur rendement restent sans effet. Heureusement cependant, l’électricité n’est pas seulement un très bon agent .pour transmettre l’énergie, mais on peut régler facilement la force produite, et je vais tâcher de Vous montrer de quelle façon on peut opérer ce réglage.
- Ce qu’on désire obtenir pratiquement, c’est une vitesse constante du moteur, quelle que puisse être l’énergie qu'on lui demande. Cette condition est la même que celle qu’on exige d’une bonne machine à vapeur ou d’un autre moteur quelconque.
- La construction d’un moteur satisfaisant à cette exigence dépend des conditions dû travail. On peut imaginer une grande variété de cas différents, mais au point de vue pratique, il suffit d’en considérer deux, celui où le courant est fourni à une pression constante, tel qu’on l’obtiendrait d’une station centrale d’éclairage électrique, ou un courant à pression constante ou variable provenant d’un générateur disposé spécialement pour le but qu’on se propose, le réglage du courant et de la tension étant automatiques.
- C’est ce dernier cas qu’on rencontre le plus souvent dans des transmissions de force à longue distance, le premier se rapportant plutôt à la distribution de petites forces à de faibles distances d’une station centrale. Considérons d’abord ce dernier cas.
- Nous avons alors les conditions suivantes : pression constante aux bornes du moteur et courant variable d’après l’énergie consommée. Soit E (fig. 4) la courbe qui représente la caractéristique d’aimantation d’un électromoteur, c’est-à-dire la courbe qu’on obtient en portant en abscisses les ampères-tours de la force excitante et en ordonnées l’intensité totale du champ magnétique (désignée par F dans les formules).
- Si le moteur est enroulé en série, on voit que
- plus le courant est fort et plus le champ sera intense; et, en se reportant à la formule de la force électromotrice, on voit que si la vitesse doit rester constante, la force contre-électromotrice doit augmenter dans le même rapport que celui dans lequel l’intensité du champ augmente; mais la force électromotrice doit rester, dans toutes les circonstances, plus petite que celle fournie par la génératrice, de la quantité nécessaire pour surmonter la résistance du circuit à travers le moteur, et cette différence est naturellement proportionnelle au courant.
- Pour satisfaire aux conditions de fourniture de courant, la force contre-électromotrice du moteur devrait diminuer légèrement lorsque la charge, et avec elle le courant augmente; alors la vitesse serait constante. Mais ceci est juste le contraire de ce qu'exige le moteur. Supposons que la ma-
- Fig. 4
- chine marche à une certaine vitesse et fournisse une certaine quantité de travail, et augmentons la charge. Les conséquences immédiates, c’est que la vitesse sera légèrement diminuée, tandis que la force contre-électromotrice, la charge et le courant augmentent aussi. Ceci renforcera immédiatement l’intensité du champ, ce qui augmentera la force contre-électromotrice; ceci diminuera le courant et produira une nouvelle diminution de vitesse; la réaction continuera ainsi jusqu’à ce qu’on ait obtenu une condition stable, le courant étant plus fort et la vitesse plus faible.
- Si on diminue la charge, la même réaction a lieu, mais en sens opposé, et la vitesse peut atteindre une allure dangereuse.
- Ce que je viens de décrire n’a lieu naturellement que lorsque la machine est utilisée dans la partie de la caractéristique E où la force électromotrice monte, partie qu'on choisirait naturellement pour obtenir des conditions économiques.
- Si les électros excitateurs sont surexcités, c’est-
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- à-dire lorsqu’on emploie plus d’ampères-tours qu’il n’est nécessaire, on peut utiliser la machine dans la partie où la caractéristique baisse, partie indiquée par la ligne pointillée de la figure et obtenir aussi approximativement une vitesse constante entre certaines limites, mais la machine serait toujours sujette à s’emballer si on enlevait complètement la charge. On trouve ainsi que des machines enroulées en série ne peuvent pas convenir à notre but.
- Cherchons maintenant si on obtiendrait un meilleur résultat avec des machines enroulées en dérivation.
- L’excitation dans ces machines ne dépend pas du courant qui traverse l’armature comme dans les machines enroulées en série, mais elle est le résultat de la pression aux bornes; en d’autres mots, quel que soit le courant qu’exige l’armature pour fournir l’énergie, ce courant peut être fourni par la source sans affecter l’excitation. Si la pression aux bornes varie, l’excitation et l’intensité du champ varient aussi, mais une variation dans le courant n’affecte pas directement l’intensité du champ.
- 11 y aura toutefois une influence indirecte causée par ce que l’on appelle la réaction de l’armature et dont je vais dire quelques mots. Négligeons d’abord cet effet, et supposons que la courbe F représente correctement l’intensité du champ en fonction de la pression au,x bornes. Dans des machines ayant des inducteurs en fer forgé, la première partie de cette courbe est presque une ligne droite, et dans 'cette portion l’intensité du champ est par conséquent presque directement proportionnelle à la force électromotrice aux bornes.
- Pour employer le moteur dans cette partie de la courbe, il suffit de lui fournir un courant à une pression sensiblement plus basse que celle pour laquelle il a été construit. Dans de bonnes machines la résistance de l’armature est très faible, de sorte que seulement unfc faible partie du voltage est absorbée par la résistance même, lorsque le courant maximum traverse l’armature. Par conséquent, si on utilise le moteur considérablement au-dessous de son débit normal, la perte de l’armature sera presque négligeable et la force contre-électromotrice sera à très peu près égale à celle fournie par le générateur. Si on considère les formules de la force électromotrice, on voit que, dans le premier membre, on a une valeur pres-
- que égale à la force électromofrice fournie, et, dans le deuxième membre, une constante multipliée par le produit du champ et de la vitesse. Mais l’intensité du champ est proportionnelle à la force électromotrice du courant générateur ; on a donc cette quantité dans les deux membres de l’équation, ce qui permet de l’éliminer, et on trouve que la vitesse multipliée par une constante est égale à l’unité.
- Ceci a lieu pour n’importe quelle force électromotrice comprise dans la partie droite de la courbe ; par conséquent la vitesse a une valeur constante et qui n’en dépend pas. Nous sommes donc arrivés à un résultat remarquable. C’est que, si on emploie un moteur shunt au-dessous de sa charge et à une pression plus faible que celle pour laquelle il a été construit, on peut faire varier cette pression entre certaines limites sans changer ni la vitesse ni l’énergie produite.
- Comme le moteur doit être de grandes proportions par rapport à l’énergie produite, l’emploi pratique de cette propriété remarquable des moteurs shunt est limitée. Ce que les consommateurs demandent ce n’est pas que les machines produisent peu d’énergie, mais qu’elles en fournissent autant que possible et quelquefois plus qu’elles ne devraient en fournir d’après leur construction.
- Voyons donc ce qui arrive pour la .vitesse et pour le réglage, lorsque la machine fournit toute l’énergie dont elle est capable. Pour ce qui concerne la vitesse, supposons que la machine travaillant à une certaine vitesse fournisse une certaine quantité d’énergie et supposons que l’on désire augmenter la vitesse. Comment peut-on y arriver?
- D’après la formule de la'force électromotrice, on voit que l’intensité du champ magnétique et la vitesse se trouvent dans le même membre de l’équation, ce qui veut dire que l’on ne peut augmenter l’une de ces deux quantités qu’en diminuant l’autre. Si nous voulons que la machine marche plus vite, il faut diminuer l’intensité du champ ; si l’on veut qu’elle marche plus lentement, il faut augmenter l’intensité de ce champ. La variation de cette intensité s’obtient par une résistance variable dans le circuit des inducteurs.
- (M. Kapp montre à l'auditoire une machine de ce genre et fait voir par des expériences comment on peut régler la vitesse.)
- Dans ces expériences, j’ai changé en même
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- temps la vitesse et l’énergie, parce que par l’allure plus rapide on a obtenu un courant plus fort de la machine et que les lampes brûlaient avec plus d’éclat.
- Voyons maintenant s’il est possible de maintenir la vitesse constante tout en faisant varier la puissance.
- En se rappelant que la dynamo est une machine réversible, et par comparaison d’une dynamo shunt à un moteur shunt on peut en conclure que ceci n’offre pas de difficultés.
- M. Mordey a montré, en 1886, qu’un moteur shunt est une machine presque autorégulatrice. Son raisonnement était à peu près le suivant : on sait qu’une dynamo shunt donne, lorsqu’elle tourne à vitesse constante, une tension aux bornes qui est presque constante quel que soit le courant.
- Par conséquent, un moteur shunt actionné par un courant à pression constante tournera avec une vitesse constante, quelles que soient les variations de la charge.
- M. Mordey a vérifié expérimentalement cette déduction. Dans une série d’expériences, le courant avait une tension de 140 volts, et avec une charge qui variait de 1,8 à 16,3 chevaux-vapeur, la vitesse ne variait que de 3 0/0; un résultat analogue était obtenu avec la même machine actionnée par un courant de 100 volts. M. Mordey constate dans son mémoire que la distorsion du champ était presque nulle, ou, en d’autres termes, que la réaction de l’armature était négligeable. 11 est cependant facile de voir que même si la réaction de l’armature est sensible on peut obtenir un bon réglage, pourvu que l’on prenne soin de disposer dans le circuit de l’armature une résistance telle que la perte de pression due à la résistance soit presque égale à celle due à la réaction de l’armature.
- Pour expliquer ceci, il faut d’abord dire quelques mots relatifs à la réaction de l’armature, phénomène qui peut-être ne vous est pas familier.
- Le courant qui traverse l’armature la transforme en électro-aimant qui s’oppose jusqu’à un certain point aux lignes de force magnétique qui proviennent des électro-aimants excitateurs. Ceci a lieu dans des dynamos et dans des moteurs, mais pas au rriême degré.
- Plus le courant est fort et plus forte est l’opposition que l’armature présente aux excitateurs;
- c’est l’intensité du champ résultant qui produit la force électromotrice.
- Pour calculer correctement la force électromotrice contraire d’un moteur shunt, il ne faut donc par supposer que l’intensité du champ reste constante, mais qu’elle décroît légèrement lorsque le courant dans l’armature augmente. Ceci est représenté graphiquement dans la figure 5, où le courant qui traverse l’armature est mesuré le long de la ligne horizontale O C, et l’intensité du champ par la ligne inclinée en traits pleins. S’il n’y avait pas de réaction de l’armature, cette intensité serait représentée par la ligne horizontale poin-tillée.
- Si la vitesse doit rester constante, la force contre-électromotrice doit être proportionnelle à l’intensité du champ; en changeant convenablement l’échelle, on peut s’arranger pour que cette ligne
- Fig. 5
- représente la force contre-électromotrice; cette ligne est désignée par E E sur la figure.
- La distance verticale O E représente la force électromotrice du courant; lorsque le moteur est peu chargé, ceci représente en même temps la force électromotrice contraire. Supposons maintenant que l’on charge Je moteur, ce qui augmente le courant dans une proportion considérable; la force contre-électromotrice ne sera plus aussi forte qu’auparavant, puisqu'une partie de la tension du courant a été déjà absorbée par la résistance du circuit de l’armature, et la force contre-électromotrice ne fait qu’équilibrer celle qui reste.
- On trouve donc que lorsqu’on fournit un courant à potentiel constant, il faut que la force électromotrice contraire diminue lorsque le travail fourni par le moteur augmente. En même temps la condition de vitesse constante ne peut être obtenue que par l’abaissement de la force contre-électromotrice lorsque le courant augmente ; il est par conséquent évident que si l'a-
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- baisseraient de la force électromotrice déterminé par une de ces conditions est le même, nous obtiendrons une vitesse constante avec des forces variables, c’est-à-dire un moteur a^to-régulateur. En général, la ligne E E qui représente la force contre-électromotrice n’est pas tout-à-fait droite, mais forme une courbe qui présente sa concavité vers l’axe des abscisses; la ligne qui représente la résistance perdue dans l'armature est au contraire naturellement toute droite.
- Si on construit la machine de façon à obtenir exactement la même vitesse sous de faibles charges et chargée à fond, la vitesse sera légèrement plus faible à moitié charge, mais la différence sera très faible (M. Kapp montre cette propriété sur un moteur shunt).
- On voit ainsi que le moteur shunt est une machine excellente pour maintenir une vitesse constante lorsque le potentiel du circuit est constant. Tout ce qu’on peut lui reprocher, c’est qu’il faut insérer une résistance dans le circuit de l’armature lorsqu'on met le moteur en route, mais on peut faire ceci automatiquement en mettant dans le circuit une résistance permanente et qu’on met en court circuit à l’aide d’un régulateur à force centrituge disposé de telle façon que, lorsque la vitesse a atteint une certaine valeur, les boules ferment un commutateur.
- Un régulateur automatique de ce genre est également utile lorsque le moteur est exposé à être surchargé. Ce cas se présente-t-il, la vitesse diminue et la résistance est intercalée automatiquement, ce qui maintient le courant dans de bonnes limites. Ce moyen empêche de prendre aux conducteurs d’une conduite plus de courant que ceux-ci ne peuvent en fournir.
- Avant de quitter le sujet du réglage de la vitesse par rapport à des circuits à potentiel constant, nous dirons un mot du système employé dans certains tramways électriques. 11 faut que les moteurs de ces voitures marchent à des vitesses constantes, bien que l’énergie nécessaire varie dans de fortes limites. Au départ, ou lorsqu’on monte une rampe, la vitesse peut être faible, mais l’effort statique doit être grand. Ces moteurs sont par suite enroulés en série, et on a organisé une disposition pour pouvoir insérer un certain nombre de bobines excitatrices afin d’être à même de faire varier l’intensité du champ. (M. Kapp montre l’arrangement des moteurs sous la voiture sur un diagramme d’une voiture de M. Reckenzaun).
- Lorsque le courant est fourni au moteur non pas par une conduite, mais par un générateur spécial qui ne sert pas à d’autre but, le réglage de la vitesse et de l’énergie peut être obtenu par des machines en série, compound ou shunt. Pour ce qui concerne ces dernières, je n’ai pas besoin d’entrer dans des détails, parce que ce cas est compris dans celui où le courant est fourni sous pression constante, que j’ai déjàtraité. Après ceque j’ai dit de ce cas on voit facilement que des moteurs compound sont équivalents à des moteurs shunt ayant une grande réaction d'armature. On peut rendre auto-régulateur un moteur shunt avec une réaction d’armature trop faible, comme par exemple une machine multipolaire, en ajoutant des bobines démagnétisantes. Je donnerai plus tard des détails sur les installations de transmission établies d’après ces plans; il est donc inutile d’in-
- Fig. 5
- sister actuellement; nous n’avons qu’à considérer des moteurs en séries.
- Dans ce cas les dynamos génératrice et réceptrice sont enroulées toutes les deux en série, et il est facile de voir qu’en combinant convenablement ces machines on peut arriver à ce que le moteur tourne à vitesse constante, sous différentes charges, si la génératrice tourne constamment à la même vitesse.
- Supposons que les deux courbes de la figure 6 représentent les caractéristiques des deux machines, la courbe supérieure celle de la génératrice et l’autre celle du moteur. Ces courbes donnent les forces électromotrices utiles après déduction de la réaction de l’armature et se rapportent naturellement à des vitesses constantes à chaque cas.
- Le courant qui traverse le circuit s’obtient en divisant la différence des ordonnées des deux courbes par la résistance totale. La résistance est naturellement constante et la courbe représentant le courant et la différence des forces électromo-
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- trices est par conséquent une ligne droite, O R, sur la figure.
- La longueur C R donne la perte de potentiel avec un courant O C, due à la résistance ; elle doit être égale à la différence de voltage 1,2 entre les courbes. Ceci détermine par conséquent la vitesse du moteur pour ce courant particulier. Supposons que la courbe inférieure est la caractéristique à cette vitesse particulière, et enlevons un peu de charge du moteur, alors le courant prendra une valeur plus faible, soit O C'.. La perte des voltages est maintenant CJ R' et la différence de voltage 1' 2'. Si la caractéristique convient à cette nouvelle condition, il faut que T 2' soit égal à C' R' et la vitesse restera la même que précédemment.
- On trouve ainsi que si l’on construit les machines de telle façon que la différence de leurs caractéristiques relatives aux forces électromotrices est à chaque point égale à la perte de voltage due à la résistance, on obtiendra un système de transmission qui se règle automatiquement. Presque toutes les transmissions que l’on emploie actuellement ont été établies d’après cette précieuse qualité des machines en série, mais il faut ajouter qu’en pratique la question n’est pas aussi simple que je viens de l’indiquer.
- Une des difficultés, c’est qu’on ne peut pas toujours obtenir deux caractéristiques qui s’accordent exactement ; et une autre résulte du fait qu’il y a une légère différence entre les caractéristiques ascendantes et descendantes ; mais l’obstacle le plus sérieux au réglage exact et rapide consiste dans la self-induction des inducteurs, surtout lorsque les machines sont grandes. La self-induction empêche la réaction rapide entre les deux machines, ce qui est nécessaire pour obtenir un réglage parfait.
- Une variation rapide dans la charge ne peut pas être suivie immédiatement par une variation correspondante dans l’énergie fournie au moteur, car il faut un certain temps aux inducteurs pour s’adapter aux nouvelles conditions, et pendant la période transitoire, qui peut durer plusieurs secondes, il y a des variations dans la puissancequi font naître des variations de la vitesse. Pour atténuer cet effet, M. Dobrovolsky a imaginé de dis-pQser une espèce d’amortisseur électrique, sous forme d’une forte résistance non inductive placée à travers les bornes des inducteurs et agissant comme shunt ; cette résistance reste toujours en
- place. Aussitôt qu’une onde anormale de force électromotrice prend naissance et pourrait déranger les conditions de travail du moteur ou endommager l’isolement, cette onde est absorbée sous forme de chaleur dans la résistance.
- LA LIGNE
- Passons maintenant à la considération de la ligne. C'est un sujet de grande importance, surtout pour des transports à longue distance, puisque dans ce cas l’établissement de la ligne constitue une partie considérable des frâis d’établissement. On connaît la formule de sir William Thomson relative à la plus grande économie des conducteurs ; son raisonnement est à peu près le suivant.
- Le prix annuel de l’énergie fournie se compose de deux parties : d’abord le prix de l’énergie seule, et puis l’intérêt du capital engagé. Le prix de l’énergie comprend celle dépensée par réchauffement des conducteurs. Par conséquent, si l’on désire obtenir la plus grande économie possible, il faut que la somme de l’intérêt du capital et le prix de l’énergie soient minima; cette condition est obtenue lorsque ces deux quantités sont égales.
- MM. Ayrton et Perry sont les premiers qui aient examiné la possibilité de l’application de ce principe. Dans un mémoire communiqué à la Société des ingénieurs-électriciens en mars 1888, ils ont montré que, dans certaines conditions, on peut obtenir une meilleure économie en ne suivant pas la loi de Thomson. Je n’ai pas l’intention de vous donner des extraits de leur mémoire, qui est très mathématique, mais je vais essayer de traiter ce sujet d'une autre manière, n’exigeant que peu de mathématiques.
- Courant le plus économique pour le transport électrique de la force.
- D.............. Distance en kilomètres.
- a.............. Section du conducteur en millim. carrés.
- E.............. Volts aux bornes de la génératrice.
- c.............. Volts aux bornes du moteur.
- H P,........... Chevaux-vapeur nécessaires pour actionner
- la génératrice.
- H P„,.......... Chevaux-vapeur fournis par le moteur.
- c.............. Courants en ampères.
- Rendement de la génératrice 90 0/0.
- Rendement du moteur 90 0/0.
- g.............. Prix en francs par cheval-électrique de la
- génératrice.
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- m.......... .. Prix en francs par cheval-vapeur rendu
- par le moteur.
- G « 0,9 g h H P, Prix en francs de la génératrice.
- M = »( H P„ .... Prix en francs du moteur et de l'appareil de réglage.
- t= 0,0178 Dtf... Poids en tonnes de la ligne en cuivre.
- I<............... Prix en francs par tonne de cuivre avec le
- prix d'établissement.
- s.......;.......... Prix en francs des supports par kilomètre.
- p................ Prix en francs d’un cheval-an au frein,
- absorbé par la génératrice.
- q................ Taux de l’intérêt et dépréciation de l’ins-
- tallation complète.
- Capital d'etablissement
- '*Ui+w"p"+^+
- K Ds cï
- 62 1,6 (Ec — 830 H P„,i
- = A
- Prix du cheval annuel au frein A j . HP
- Posons
- On aurait
- B=3^ + (7Ëf
- 670 3 746
- pour le courant qui serait nécessaire s’il n’y avait pas de résistance, et en posant
- P = Y2
- EB
- q K D2 1,6
- + E B
- le courant le plus économique correspondant au voltage E est
- + v/'-?)-
- <7 K
- q K
- D*
- 1,6
- Pour de très longues distances, le terme sous la racine s’approche de l’unité et la valeur la plus économique du courant serait 2p; il s'ensuit que dans aucune circonstance il n’est économique de perdre plus que la moitié de l’énergie dans la ligne.
- Voyons d’abord ce que signifie la règle deThom-son. Elle suppose que le cheval-an a une valeur déterminée à chaque endroit desservi par le conducteur. On fait ordinairement cette hypothèse lorsqu’on distribue de l’énergie d’une station centrale. N’importe si les consommateurs vivent à 200 mètres ou à 1 kilomètre de la station centrale,
- la compagnie demande le même prix, mais ceci, à strictement parler, n’est pas exact. Supposons que la compagnie doive.dépenser 500 francs pour obtenir un cheval-an dans les conduites et supposons qu’elle fasse payer 750 francs. En perdant un cheval-vapeur, pourrait-on calculer cette perte sur le pied de 500 francs? Certainement non, car si on n’avait pas perdu ce cheval-vapeur, on pourrait l'avoir vendu 750 francs. Mais il y a une autre manière de considérer les choses. On peut dire que la différence de 250 francs entre le prix de revient et le prix de vente représente les bénéfices et les intérêts, et que par conséquent il faut compter l’énergie perdue au prix de revient. A ceci on peut répondre que le but qu’on se propose n’est pas de mettre de l’énergie dans les conduites, mais de la distribuer aux consommateurs; on pourrait encore présenter d’autres arguments, et il est clair que si on n’arrive pas à trancher cette question par le raisonnement simple, il faut qu’il y ait quelque chose d’inexact dans la manière dont le problème a été posé. 11 n'est pas difficile de voir comment; l’erreur consiste dans l’assertion que l'énergie a une valeur constante, ce qui, en réalité, n’est pas le cas, car, s’il en était ainsi, il serait inutile d’établir une usine pour transporter de l’énergie; ce serait comme si on transportait du charbon d’une mine à une autre. C’est uniquement parce que l’énergie à Une va- : leur plus grande là où le moteur est placé qu’on peut utilement dépenser le capital nécessaire au transport.
- La manière correcte de traiter le problème est donc de prendre le prix de l’énergie aussi bien à la station génératrice qu’à la station réceptrice. Il faut de plus tenir compte, non seulement de l’intérêt et de la dépréciation de la ligne, mais en même temps des machines aux deux extrémités, et pour faire ces évaluations il faut savoir à quel voltage on travaille, et quelle est la quantité totale d’énergie exigée, car le prix de revient dépend considérablement de l'énergie totale et du voltage. Pour rendre ceci clair, il suffit de dire, pour ré-duirelecapitalà engager dans la ligne, qu’il fauttra-vailler à un voltage élevé et avec de grandes pertes d’énergie. Ceci veut dire qu’il faut prendre une génératrice plus grande que celle qui sera nécessaire et adopter un voltage élevé. 11 est ainsi parfaitement possible que ce qu’on économise^dans la ligne sera dépensé dans la station génératrice,
- | pour ne rien dire de frais plus considérables pro-
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- venant de la perte d'énergie et des plus grandes difficultés dues au voltage élevé.
- On voit que le problème est très compliqué, et que la loi de Thomson, dans laquelle n'intervient ni le voltage ni le prix des machines, ne peut convenir. 11 est cependant possible de modifier cette loi pour obtenir au moins une solution approchée. Les données sur lesquelles la formule a été établie sont les suivantes :
- Données du problème. — Valeur du cheval annuel mesuré au frein à la station génératrice; voltage aux bornes du générateur; chevaux-vapeur mesurés au frein nécessaires à la station motrice; distance du transport; prix par cheval-vapeur des machines et des appareils de réglage à la puissance et au voltage donnés; prix par tonne de cuivre établi, intérêt et dépréciation de l’installation complète.
- Choses demandées. — Intensité du courant, chevaux-vapeur à la station génératrice, rendement mécanique, voltage au moteur, capital d’établissement par cheval fourni et prix du cheval annuel mesuré au frein.
- Le rendement de chaque machine est supposé être de 90 0/0. La formule ne donne que le courant, mais les autres données peuvent être trouvées à l’aide de calculs simples qui n’ont pas besoin d’explication. Le prix des supports de la ligne
- par kilomètre (soit aériens, soit souterrains) peut être pris comme constant, c'est-à-dire ne dépendant pas du courant, entre certaines limites; par conséquent, ces quantités là ne rentrent pas dans la formule. L’intérêt et la dépréciation ont été pris partout pour éviter les complications.
- Si on effectue à l’aide de la formule le même problème de transmission à des voltages différents, on trouve qu’il y a un voltage particulier où le prix annuel du cheval-vapeur fourni à l'extrémité de la ligne où est placé le moteur est minimum ; et pourvu que ce voltage tombe entre des limites raisonnables il faut l’adopter. Lorsqu’on fait des calculs de ce genre, on (trouve que plus le prix de l’énergie à la station génératrice est élevé, et plus sera élevé le voltage le plus économique et ce voltage croît aussi naturellement lorsque la distance augmente.
- 11 faut considérer, dans chaque cas, les conditions locales, car on ne peut pas donner des règles ou des chiffres qui s’adaptent universellement. D’un autre côté, il est très désirable de mettre ensemble des informations relativement à des travaux qui ont été effectués, et je dois à M. Brown, ingénieur des ateliers d’Œrlikon, les données qui se trouvent dans le tableau suivant:
- Les chiffres donnent le capital d’établissement total pour les installations électriques de transport de force effectuées par cette maison.
- Prix d'installations de transport de force.
- Distance en kilomètres Chevaux fournis Vitesse du moteur Prix en francs Prix total (1) Prix par cheval. Francs
- génératrice moteur ligne
- 3 85 450 16000 14OOO 1 lOOO 47000 552
- 0,45 '95 500 10000 17000 3300 45000 244
- 0,45 5' 600 8000 7000 1500 18000 352
- 0,6 90 55° 13500 12000 2000 31000 345
- 0,9 71 600 1 1000 ' 10000 1500 26000 365
- o»45 40 700 6500 6000 500 16000 400
- 0,6 75 600 I20CO I1000 * 1700 28000 375
- 0,8 87 500 13000 12000 25°° 31500 363
- 1,3 150 6 00 I9OOO 18000 8250 51250 342
- o,35 93 450 11000 IO5OO 5860 31750 342
- 10 1 I 900 3300 2750 12000 240OO 2175 .
- 3,5 5' 6 00 9000 8000 7500 28500 560
- °,3 00 900 6000 5500 45° 15OOO . 250
- 8 41 750 6000 5000 8600 - 25500 620
- 6 220 000 26000 24OOO 16000 74000 338
- 0,1 '5 600 2800 2600 200 6300 420
- o,4 '9 700 4000 4000 500 9700 512
- x (!) Ce prix comprend tout : les a[ pareils de réglage, les instruments, les isolateurs, les paratonnerres, l’établissement et l’inspection de la ligne.
- (A suivre.)
- C. B.
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- FAITS DIVERS
- Le Western Elecirician nous apprend que l’électricité joue un rôle considérable dans une des pièces à grand succès de Chicago, intitulée Une Nuit à Pékin. Le dénouement représente l’incendie de la capitale du Célestc-Empire. A la fin de chaque soirée, l’électricien met successivement le feu à chaque quartier avec un distributeur qu’il a sous la main.
- Les détonations qui sont le complément obligatoire de cette partie du spectacle sont produites par le passage du courant dans des fils très fins de platine, lis rougissent et enflamment des fusées de fulminate renfermées dans des cartouches de papier, dont l’explosion ne peut produire aucun accident.
- Mais il paraît que la maison Champion, de Neuilly, a présenté un plan d'un feu d’artifice qui mérite bien mieux le nom d’électrique.
- Le courant serait fourni par une machine à vapeur de la force de 2500 chevaux et porté avec toute son intensité sur les parties où il doit briller. La poudre serait supprimée partout excepté dans les fusées.
- L’avantage du système, c’est que les pièces peuvent servir un nombre quelconque de fois, au lieu d’être renouvelées à chaque reprise.
- La conception est véritablement grandiose, car la surface occupée par les pièces est de plus de 2000 mètres carrés.
- Les auteurs y ont accumulé 26 000 effets différents, qu’on ne peut donner qu’en plusieurs séances successives.
- Le sujet choisi, est la ville de Chicago représentée par une statue de feu, assise sur un trône et entourée de tous les états de l’Union. Toutes les grandes nations viennent solennellement défiler devant l’heureuse cité qui a obtenu d’être choisie pour le siège de l’exposition colombienne. A mesure qu’elles défilent, elles s’inclinent et déposent leurs drapeaux aux pieds de Chicago, qui leur remet en échange une palme.
- 11 est probable qu’avant de se décider les commissaires demanderont des expériences sur une échelle suffisante. Mais l'opinion de la presse paraît favorable à une proposition aussi originale.
- On a prétendu, lors de l’exécution des expériences préparatoires de l’électrocution, qu’en foudroyant les porcs on détruisait radicalement toutes lés trichines dont ils pouvaient être infectés, et qu’on rendait ces animaux propres à l’alimentation.
- 11 serait à désirer que ces allégations, envoyées un peu en l’air, soient soumises à un examen sérieux. Si elles étaient démontrées exactes, on pourrait, en introduisant l’abatage
- électrique, suppiimer un des principaux obstacles à l’introduction des jambons américains en France.
- Le navire la Charente, qui allait réparer des câbles français dans la Méditerranée, a échoué à la sortie du port de Toulon , par suite d’une fausse manœuvre.
- Il n’est point hors de propos de rappeler que, acheté par l’administration en 1865, pendant la période impériale, il avait reçu le nom de le Dix-Décembre. C’est à bord de ce navire qu’on avait procédé, par les soins de la maison Siemens de Londres, à la pose d’une ligne sous-marine qui ne fonc-tionnaquequelques heures, entre Oran et Carthagène, comme nous l’avons raconté récemment.
- La Revue Scientifique a publié il y a quelques mois un article dans lequel on présente comme des précurseurs de Graham Bell et d’Edison des rêveurs du xvu" siècle. Un érudit nous apprend que dans ses Hilaria mathematica, ou jeux d’esprit mathématiques, le jésuite Leurechon aurait imaginé un télégraphe électrique à l’aide d’aimants se mouvant d’une façon synchronique dans des stations lointaines; qu’un peu plus tard Cyrano de Bergerac aurait prétendu qu’il voyait dans la Seine des boules de' fer donnant une lumière sans chaleur; qu’en 1632 le Courrier véritable aurait décrit des éponges s’imprégnant de lumière et la restituant dans les ténèbres.
- C’est évidemmentàbuserlargement de la bonne volonté des lecteurs que de mettre sur le compte de pressentiments scientifiques des coïncidences relevées au milieu d’un flot de conceptions regardées comme bizarres et folles, même au moment où ces fantaisies ont vu le jour.
- En effet, nulle allusion n’est faite aux procédés nécessaires, tels que des fils conjonctifs, ni à la production du courant indispensable pour que ces rêves cessent d’être dignes de l’Académie de Charenton.
- Plusieurs feuilles étrangères prennent au sérieux des élucubrations de ce genre, qui tendraient à faire croire qu’en France on ne sait plus où finit la fable et où commence la science.
- VElettricita signale un rapport de la chambre de commerce d'Udine où se trouve signalée une très heureuse application de l’électricité au travail agricole. Le comte de Asarta emploie avec succès dans sa ferme de Traforcano une force électrique de 13 chevaux environ fournie par une source hydraulique. ^
- L’électricité met notamment en action toutes les machines en usage dans une vacherie et celles qui servent à comprimer les fourrages. La machine Withmann, dont le comte de Asarta fait usage, a été construite èn Amérique, et suivant la qualité des fourrages elle produit à l’heure de 300 à 600
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- balles de 90 kilogrammes, sans avoir besoin de plus de trois hommes et d’un gamin. Il est sans doute inutile de rappeler qu’il n’y a pas au monde de pays comme le lombardo-véni-tien, c’est-à-dire où les cours d’eau utilisables soient répandus avec plus d’abondance.
- Un ouvrier occupé à la réparation des fils d’éclairage électrique au Casino de Concy-Island, près de New-York, a été tué net en saisissant par accident deux fils parcourus par le courant. Le corps du malheureux est resté suspendu dans l’air jusqu’au moment où on a interrompu le courant; c’est l’interruption du courant qui a déterminé la chute du corps.
- Si l’on en croit VElettriciia, de récentes expériences ont démontré que les pôles d’une machine d’influence produisent l’agglomération des bactéries flottant dans l’air ambiant, de sorte qu’un appareil Carré ou tout autre analogue donnerait un excellent moyen de purifier l’air. Cette sorte de précipitation mécanique serait analogue à celle qui se produit lorsque l’on agit sur les fumées et les poussières.
- On n’a pas oublié que dans ses mémoires du Géant M. Na-dar insiste sur le danger que les fils télégraphiques ont fait courir à son expédition. La catastrophe du parachutiste Hig-gins, survenue au commencement d’août, prouve que le sympathique organisateur de cette grande expédition aérienne ne s’était pas trompé.
- Ce dernier avait exécuté une ascension en ballon avec une jeune dame dans les environs de I.eeds. La descente fut mouvementée et le traînage violent. La fatalité ayant poussé l’aérostat contre un fil télégraphique, l'infortuné Higgins lâcha prise, fut précipité dans le Vide, tomba contre un poteau et s’évanouit. On tte put lui faire ouvrir les yeux que pour rendre le dernier soupir. Plus heureuse que lui, sa compagne échappa sans une égratigntire.
- Le 6 août une explosion de gaz se produisit dans une maison bourgeoise de Pekham, parce que le propriétaire et deux de ses amis commirent la faute impardonnable de rechercher une fuite de gaz avec une lampe à feu nu.
- Les dégâts furent considérables, et les trois imprudents furent sérieusement brûlés. On croit rêver en voyant une semblable preuve d’ignorance donnée non point dans le fond des campagnes, mais dans un quartier fashionable de Londres, et par des gens du meilleur monde.
- MM. Edison et Sims sont en train, paraît il, de combiner une nouvelle application de leur torpille. Il s'agit d’installer, d’après ce système, des bateaux de sauvetage que l’on dirigerait de terre dans la direction des navires naufragés. La combinaison est certainement très belle; elle aura un grand succès, et elle fait grand honneur à l’humanité des électriciens qui l’ont conçue.
- On prête à M. Alphand l’idée d’installer d’une façon permanente à Paris le matériel nécessaire aux feux d’artifice. Une installation de ce genre existe déjà en Angleterre.
- Dans lé projet on compte obtenir, avec le secours de l’électricité, des effets absolument merveilleux.
- Un comité a été établi au ministère du commerce pour recevoir les communications des industriels et des commerçants qui se proposent de participer à l’exposition de Chicago.
- Un journal allemand donne la statistique des coups de foudre du monde entier. En moyenne, Java aurait 97 jours d’orage par an; Sumatra 86; l’Indoustan 56; Bornéo 54; la Côte d’Or 52; Rio-de-Janeiro 51; l’Italie 38; les Indes occidentales 36; la Guinée du sud 32; Buenos-Ayres, le Canada et l’Autriche 23; Bade, le Wurtemberg et la Hongrie 21; la Silésie, la Bavière et la Belgique 21 ; la Hollande 18; la Saxe et le Brandebourg 17; la France, l’Autriche et la Russie méridionale 16; l’Espagne et le Portugal 15; la Suède et la Finlande 8; l’Angleterre et les montagnes de la Suisse 7; la Norwège 4; la Chine 3.
- Dans le Turkestan oriental il n’y aurait jamais de coups de foudre. C’est ce qu’on disait jadis de l’Abyssinie, et même, paraît-il, de la Tunisie.
- Non-seulement ces nombres sont erronés et peuvent être considérés comme sujets à caution, mais il semble qu’ils soient sujets à des variations systématiques.
- Si l’on en croit la Galette de Cologne du 11 août, en compulsant les registres de toutes les compagnies d’assurance contre l’incendie d’Allemagne, d’Autriche et de Suisse, on constate que la valeur des sinistres a été 2 1 /2 fois plus élevée en 1877 qu’elle ne l’était en 1854. Si on n’examine que l’Allemagne seule, l’augmentation est beaucoup plus grande, les sinistres auraient triplé de valeur. En 1875 ils se sont élevés à 10 millions de francs.
- Il est probable que l’augmentation dont il y aurait lieu de rechercher la cause s’est maintenue au moins pour l’année 1891, carie seul incendie des magasins militaires des environs de Berlin a occasionné une perte qu’on évalue à 2 millions de francs.
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- La Société industrielle d’Amiens a mis au concours, pour l’année 1891-1892, plusieurs questions dont les suivantes peuvent intéresser les électriciens.
- Les prix se composeront de sommes d’argent, de médailles d’or et de médailles d’argent. Les médailles pourront être converties en espèces.
- Si une question n’est pas complètement résolue, il pourra être accordé, à titre d’encouragement, une récompense moindre que le prix offert.
- 1" question. — Une médaille d’or pour un frein dynamométrique pouvant remplacer le frein de Prony, avec une installation plus commode que celle qui est nécessitée par ce dernier.
- 2' question. — Une médaille d’or pour un dynamomètre simple et peu coûteux permettant de mesurer le travail absorbé par un outil ou un métier quelconque commandé par courroie ou par engrenage.
- 5* question. — Une médaille d’or pour un appareil propre à l’épuration des eaux servant à l’alimentation des chaudières à vapeur.
- Cet appareil devra être peu coûteux, simple, peu encombrant et devra exiger peu de surveillance.
- 6” question. — Une médaille d’or pour la meilleure installation d’éclairage électrique fonctionnant depuis un an au moins dans un établissement industriel. Cette installation devra être plus économique que le gaz.
- Nota. — On prendra pour point de comparaison le prix dé revient dans un établissement industriel de 300 à 500 becs, fabriquant lui-même son gaz.
- 23" question. — Une médaille d’or pour une application chimique de l’électricité dans la région.
- 24’ question. — Une médaille d'or pour une amélioration importante dans le blanchiment de la laine ou de la soie.
- 25' question. — Une médaille d’or au meilleur mémoire sur le blanchiment du chanvre et des-jutes, comprenant une étude théorique et l’examen des diverses méthodes employées dans la pratique industrielle.
- La Société accordera une médaille d’or pouvant atteindre la valeur de 200 francs à tout mémoire qui lui paraîtra mériter ce prix.
- Les candidats auront toute liberté de choisir leurs sujets, pourvu qu’ils rentrent dans les études des divers comités :
- 1" Arts et mécanique;
- 2" Fils et tissus;
- 3° Histoire naturelle, physique, chimie et agriculture;
- 4" Commerce et économie politique et sociale.
- Les concurrents devront envoyer leurs manuscrits ou machines, franco, au président de la Société industrielle, rue de Noyon, 29, à Amiens (Somme), d’ici au 30 avril 1892, terme de rigueur.
- A propos des nombreux accidents de chemins de fer qui sont survenus par suite de collision des trains, il n’est pas sans intérêt de résumer les précautions prises sut le Métro*
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- politan de Londres, le plus achalandé de tous les chemins de fer européens.
- La distance qui sépare deux signaux consécutifs 11e dépasse pas 8 à 900 mètres sur aucune ligne suburbaine. Quand elle est plus grande, comme de Gower Street à King-Cross, on la réduit d’une manière fictive en installant un poste intermédiaire. Les signaux de protection sont situés à une distance de 840 mètres et sont bien entendu en double.
- Toutes les guérites de bifurcation sont élevées à ? ou 6 mètres du sol, lorsqu’elles ne sont point placées au travers de la voie sur des colonnettes en fonte. C’est de là qu’on manœuvre à la fois les'.signaux et les aiguilles, reliés entre eux par des leviers placés dans les guérites et semblables aux anciens leviers de changement de marche des locomotives. La solidarité est absolue entre les aiguilles et les signaux. On ne peut ouvrir aucune aiguille sans indiquer que la voie est ouverte, ni la fermer sans prévenir que la voie est fermée. C’est le résultat que l’on obtient, comme nous l'avons indiqué, par l’électricité.
- La vitesse que les trains acquièrent ainsi est de 18 kilomètres, arrêts compris. Les arrêts aux stations ne dépassent pas 30 à 40 secondes, et la vitesse en pleine marche est de 32 kilomètres.
- Le poids moyen des trains est de 92 tonnes, et celui des locomotives à vide de 42. Le ralentissement et la mise en marche s'exécutent sur une longueur de 200 mètres.
- La composition des trains est invariable; ils se composent uniformément de cinq voitures, dont chacune contient 150 places. Généralement les courbes ont plus de 200 mètres de rayon. Cependant il y en a qui n'ont que 125 mètres, que Ton parcourt toujours en petite vitesse.
- Sur la ligne circulaire intérieure, dont le développement est de 14 kilomètres, il y a 28 stations. Les plus rapprochées sont à 328 mètres et les plus éloignées à 1618 mètres.
- On ne va point tarder à assister à une nouvelle sérié d’é-lectrocutions. Mac Elvaine et Tregla, deux assassins de Brooklyn, devaient subir leur peine à la fin de juillet, ainsi que Minnagat et Fanning, deux assassins de New-York. Mais la sentence ayant été frappée d’appel, le supplice de ces quatre criminels n’aura lieu qu’en octobre.
- Un cinquième assassin nommé Sapey devait être exécuté à la fin de janvier, mais son affaire est en suspens depuis cette époque. 11 est renfermé dans la prison des Tombes.
- Toute l’agitation qui s’était faite en Amérique et en Angleterre autour des électrocutions s’est calmée, et Ton pense que la loi Charton-Gerry peut être considérée comme définitivement naturalisée.
- Le New-York Herald est décidément poursuivi devant les tribunaux de l’Etat pour les articles qu’il a publiés sur les électrocutions. Notre confrère soutiendra jusqu’au bout ce procès, persuadé qu’il est d’être le champion d’une cause juste, et de défendre les droits du peuple en faisant la lumière sur les exécutions électriques.
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- Nul plus que nous n’approuvera cette honorable attitude, et nous le soutiendrons de tous nos vœux.
- L’acteur Mannsfield, un des plus célèbres des Etats-Unis, voyant près de la boîte du souffleur un homme qu’il ne connaissait pas, exigea qu’on l’expulsât de la répétition générale de Don Juan. On eut beau lui dire que c’était l’opérateur chargé des effets électriques, il ne. voulut rien entendre. Aussi, lors de la première, l’électricité marcha tout de travers et, suivant 1 ’Electrical Review du 8 août, la pièce tomba à plat.
- Éclairage Électrique
- La municipalité de Saint-Maur-lcs-Fossés fait appel à l'industrie pour l’éclairage électrique des importants pays qui composent la commune. La proximité de la Marne permettrait peut-être d'emprunter la force motrice à la rivière.
- La société anonyme Electricité et Hydraulique de Charleroi vient de se voir concéder par S. M. le roi des Belges l'éclairage électrique de toutes les serres du palais royal de Laeken.
- Au cours de ce dernier printemps, la serre des palmiers avait déjà été le théâtre d’essais très complets tendant à permettre de donner une appréciation exacte de l’effet obtenu soit par l’arc, soit par l’incandescence, au milieu de cette flore tropicale.
- Après de légers tâtonnements, le résultat dépassa toute attente; et quand la nuit venue les mille feux du scintillement des lampes se reflétaient sur les feuilles des fougères arborescentes et des grands palmiers de la zone tropicale, on se serait cru momentanément transporté au sein d’un de ces palais fantastiques entrevus dans les Mille et une nuits.
- Aussi le roi Léopold, désireux de recevoir cet hiver dans sa résidence de Laeken, possèdera-t-il un cadre merveilleux pour y donner des fêtes d’une splendeur vraiment princière.
- L’éclairage projeté des serres comportera environ un millier de lampes à incandescence et une quarantaine de foyers. La distribution se fera au moyen du système à trois fils, alimenté par deux dynamos Dulait de 60 kilowatts chacune.
- Le résultat de l’adjudication publique pour l’éclairage électrique du nouvel hôtel central des postes et télégraphes de Bruxelles vient d’être connu. Le ministre, statuant d’après le rapport des ingénieurs du gouvernement, a donné l’entreprise du forfait à la Compagnie internationale d’électricité de Liège.
- L’installation comprend, d’après le cahier des charges, la fourniture et le placement complets des appareils suivants :
- P Deux machines à vapeur horizontales, de la force respective de 50 chevaux;
- , 2’ Une batterie d’accumulateurs de 1500 ampères-heure ; y Environ 800 lampes à incandescence de 8à 16 bougies; 4* 54 lampes à arc avec leurs accessoires.
- La tension aux bornes des lampes est de rro volts; la perte maxima tolérée de 1,5 volt, le tout fonctionnant.
- Le délai d’achèvement complet est de six mois; toute la partie mécanique, la batterie et les foyers devront pouvoir fonctionner le 1" décembre prochain.
- The Lancet, qui est sans contredit le premier journal médical de Londres, publie les résultats d’une enquête établissant que l’usage de la lumière électrique dans les bureaux et les magasins a produit une diminution notable des maladies spéciales auxquelles les employés sont toujours exposés. Ce résultat est à joindre à ceux qui ont été constatés il y a plusieurs années dans les dépôts des marchandises de la gare d’Orléans, où une diminution dans les frais de la manipulation des colis a eu lieu depuis l’introduction des dynamos Lontin.
- La lumière électrique n’est point Un objet de luxe dans ces endroits où le bien-être des coopérateurs de tout rang se traduit par un surcroît d’activité;
- Télégraphie et Téléphonie
- L’église du Christ, à Birmingham, s’est abonnée à la compagnie téléphonique, et elle fournit des sermons à domicile à des prix très modérés. Le nombre des clients du clergy-man est de 60, et chaque semaine on sert à domicile 24 sermons pour l’office du matin et autant pour l’office du soir.
- Parmi les; consommateurs on compte une douzaine de gardiens employés par des bijoutiers, mais la plupart sont des malades qui n’ont pas quitté leur chambre depuis nombre d’années. La pieuse pratique s’est répandue à Manchester, à Nottingham, à Londres, à Coventry, à Stafford, à Wolver-, hampton, etc., etc.
- Les dépenses sont minimes, les compagnies ayant fait un tarif spécial pour ce genre d’auditions.
- Les receftes (élégraphiques ont éprouvé dans Je mois de juillet une diminution de 274000 francs sur l’année précédente. 11 suffit de signaler le fait, sauf à en rechercher plus tard les causes.
- Imprimeur-Gérant : V. Norv.
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- Lumière Electrique
- Journal universel d’Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- DIRECTEUR : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XLI) SAMEDI 5 SEPTEMBRE 1891 No 36
- SOMMAIRE. —Filière téléphonique; P. Le Goaziou. — Recherches récentes sur les radiations électromagnétiques; C. Raveau — Comparaison des circuits magnétiques fermés et ouverts dans les transformateurs à courants alternatifs, d’après M. Evershed; A. Palaz. — Compteur électrique Tony Blein; P. Robert. — Chronique et revue de la presse industrielle : Pile Crowdus. — Transformateur médical Woakes. —Accumulateur Hibbett. — Commutateur Evered et Rudling. — Pile thermo-électrique Gulcher et Pintsh. — Accumulateur Ernst. — Réinvention américaine. — Sur les variations du courant primaire dans les transformateurs à circuit magnétique ouvert, par M. R. Shand. — Sur le transport de la force au moyen de courants alternatifs à plusieurs phases (courants rotatoires), par M. von Dolivo-Dobrowolsky. — Revue des travaux récents en électricité : Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par N. Tesla. — Quelques remarques sur l’électrolyse, par M. J, Swinburne. — Sur la mesure de la résistance intérieure des piles. — Faits divers.
- FILIÈRE TÉLÉPHONIQUE
- Depuis que j’ai publié dans le numéro du 8 novembre dernier de cette revue un premier travail sur la filière téléphonique, j'ai pu, grâce à la bienveillance M. le Directeur général des postes et des télégraphes, déterminer expérimentalement les conditions qui paraissent les meilleures pour le fonctionnement et la construction.de cet appareil révélateur des défauts de centrage dans l’âme des câbles électriques (*)•
- 11 en est résulté des modifications importantes au type primitif, destinées à rendre l’appareil plus sensible et plus pratique, et à remédier à l’inconvénient imprévu des variations dans le diamètre de l'enveloppe de gutta-percha.
- Au sortir de la presse à gutta-percha, le cylindre isolant est loin de conserver un diamètre constant ; il suffit en effet d’une augmentation de la fluidité du diélectrique,'d’un choc dans le mécanisme d’entraînement du conducteur en revêtement, d’une seule dent usée dans les engrenages,
- 0) Les expériences auxquelles je me suis livré ont été facilitées par le concours obligeant et éclairé de MM. les ingénieurs Trotin, Lagarde, Clérac et de la Touanne, et de MM. les inspecteurs Decamps, Mandroux, Jacquin et Jaulin. Je saisis l’occasion de leur en exprimer mes sincères remerciements. 1
- enfin d’une cause souvent minime, pour qu’une réaction se fasse sentir sur l’écoulement de la matière visqueuse et modifie légèrement le diamètre de l’enveloppe isolante.
- 11 a donc fallu employer, pour le passage du câble dans la filière téléphonique, des calibres fraisés d’une ouverture un peu plus grande que le diamètre normal des câbles et disposer un mécanisme régulateur maintenant toujours le câble sans aucun ballottement à une distance rigoureusement égale des conducteurs induits reliés aux téléphones.
- D’un autre côté, l’emploi de simples tiges métalliques disposées parallèlement au câble exige une trop grande intensité du courant inducteur, ou, à défaut, une longueur de tiges induites exagérée pour un appareil pratique ; le remplacement de ces tiges par des cadres multiplicateurs à fil fin a permis de réduire le champ d’induction à une très faible longueur, en utilisant un courant inducteur d’une intensité inférieure à 1/2 ampère.
- Voici la description du nouvel appareil modifié d’après ces principes :
- La figure théorique 1 montre le fonctionnement du système avec quatre cadres multiplicateurs Q, Q>, C3, Ci, placés en croix autour du câble inducteur Kl. En réalité, les cadres sont disposés parallèlement, au câble et non perpendiculaire-
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- ment comme le montre ce diagramme pour plus de clarté. Ils sont éloignés également du câble et fixés à une distance suffisante pour son libre passage. Ce sont de simples parallélogrammes en ébonite sur le pourtour desquels est creusée une gorge où s’enroule du fil de cuivre recouvert de soie. Les cadres qui se font face sont conjugués entre eux et le sens de l’enroulement du fil fin qui les garnit est tel que leurs courants induits respectifs sont de même sens et agissent en opposition sur un téléphone intercalé au milieu du fil qui relie leurs bornes de sortie SS' ; leurs bornes d’entrée EE' sont simplement réunies entre elles par un conducteur (*).
- Chaque paire de cadres étant ainsi disposée, on
- Fig. i. — Schéma des connexions.
- conçoit aisément que si l’âme du câble est au centre du cylindre de gutta-percha, à égale distance des quatre cadres, aucun bruit ne sera entendu ni dans le téléphone T D de droite, ni dans le téléphone T G de gauche, malgré les courants intermittents qui passeront dans le câble inducteur. Mais si l’âme est décentrée, comme l’indique la
- (*) Pour disposer le fil en sens convenable autour des quatre cadres, il n’y a qu’à l’enrouler toujours dans le même sens sur chacun des cadres, en marquant préalablement le côté que l’on destine à être voisin du câble inducteur. Aucune confusion n’est alors possible, car il est toujours facile (le distinguer le boudin d’entrée du boudin de sortie, et de placer les cadres symétriquement par rapport au câble, les entrées en bas, par exemple, et les sorties en haut. Je donne ces détails pour éviter des tâtonnements fastidieux aux électriciens qui désireraient construire pour leur usage cet appareil que j’ai mis dans le domaine public.
- figure, et se trouve plus rapprochée du cadre Ci que du cadre C3, le cadre i sera parcouru par un fort courant induit représenté par la grande flèche/et le cadre 3 par un courant induit beaucoup plus faible représenté par la petite flèche/'. Pour plus de clarté, nous supposerons que la force du courant induit/est égale à 40 et celle du courant induit Z'égale à 10; le téléphone TD fonctionnera sous l’influence d’une force égale à la différence de ces deux nombres, soit 30, et accusera un décentrage, mais sans indiquer près duquel des deux cadres l’âme s’est rapprochée.
- Pour reconnaître alors la position du câble, il suffira de pousser successivement les boutons B3 et B3, ce qui aura pour effet de mettre en court circuit leurs cadres 1 et 3. Le bouton dont l’abaissement produit une augmentation du bruit téléphonique appartient au cadre le plus éloigné de l’âme. Voici en effet ce qui se passe :
- Supposons, comme l’indique la figure, que l’âme décentrée se trouve près du cadre 1, et poussons le bouton B3; le courant induit du cadre 3, d’une force contraire égale à 10, est annulé puisqu’il ne circule plus qu’entre ses bornes d'entrée et de sortie mises en court circuit ; le courant induit du cadre 1, dont la force était réduite précédemment à 30 par /, sort par son boudin S, parcourt le téléphone TD et revient au boudin E de son cadre 1 en passant aussi par le court circuit du cadre 3.
- Le courant induit/a donc augmenté de 30 à 40 par le seul fait de la mise en court circuit du cadre opposé; en outre, comme la résistance du circuit du cadre Q a diminué par la suppression de la résistance du cadre C3, la force / s’en trouve encore augmentée légèrement (J) : le téléphone TD vibre donc avec plus d’intensité.
- C1) Les variations de résistance n’influent que très faiblement sur le bruit téléphonique; il n’est même pas nécessaire de compenser par une résistance additionnelle la différence de conductibilité que présentent généralement deux longueurs égales de fil fin enroulées sur des cadres conjugués. L’effet de beaucoup le plus important dans cet appareil est produit presque exclusivement par les variations de la distance de l’âme inductrice aux cadres induits, variations qui agissent en raison inverse du carré de la distance. Il faut donc s’attacher à ce que les cadres induits ayant le même nombre de tours de fil fin soient fixés autour de l’axe de défdage de manière à être influencés également par le courant inducteur passant au centre. Pour cela, on place dans la filière une tige conductrice bien droite ou un câble étalon bien centré, au moyen desquels la position d’équilibre électrique des cadres est arr.êtée expérimentalement une fois pour toutes.
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- Si au contraire on pousse le bouton Bj, la force f égale à 40 est annulée; il n’y a plus alors que la force/' égale à 10 qui actionne le téléphone T D ; aussi le bruit en est-il très affaibli.
- Le circuit des cadres 2 et 4 est indiqué en pointillé dans la figure 1 ; tout y est disposé comme il
- vient d’être dit pour les cadres 1 et 3, ce qui dispense de répéter les mêmes explications.
- L’appareil complet est représenté par la figure 2 au sixième de la grandeur naturelle, en coupe verticale suivant l’axe du câble Kl.
- Deux platines carrées P et P' en laiton sont
- Fig. 2. — Filière téléphonique, coupe.
- fixées verticalement par leurs côtés inférieurs sur une planchette horizontale. Ces côtés sont prolongés à gauche et à droite, et les équerres ainsi obtenues sont rendues indéformables par des tiges métalliques TT'.
- Sur les faces internes des platines sont fixes deux disques en ébonite d et d'qui supportent les quatre cadres multiplicateurs, dont deux seulement Q et C3, sont visibles sur la figure. Le mécanisme servant à maintenir le câble, pendant son
- Fig. 3. — Calibres d’entrée et de sortie du câble.
- passage dans la filière, à égale distance des cadres induits, est placé sur la face extérieure de chaque platine.
- Aux extrémités de la planchette se trouvent des calibres en acier pour l’entrée et la sortie du câble. La figure 3 montre à l’échelle de 1/3 une série de calibres correspondant aux diverses grosseurs de câbles. Ils sont percés dans une règle d’acier LL' et leurs orifices sont fraisés en entonnoir des deux côtés. Chaque règle est supportée par deux
- colonnes verticales reliées par une entretoise J (fig. 2). Un index vertical O (fig. 3) est placé au milieu de l’entretoise et permet d’amener dans l’axe de la filière le calibre correspondant à la grosseur du câble à vérifier. Le diamètre de chaque calibre est un peu plus grand que celui du câble, qui doit toujours y passer librement malgré ses petites variations de diamètre.
- La figure 4 donne une coupe de grandeur naturelle du mécanisme régulateur de la position du
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- câble. Ce mécanisme, qui se voit en réduction sur la figure 2, à l’entrée et à la sortie du câble entre les cadres induits, se compose de quatre cames en ébonite pressant constamment le câble. Dans la figure 4 on ne voit que les deux cames verticales CC'; les deux autres sont horizontales.
- Sur l’axe de la came C est fixé un secteur denté S qui engrène avec un secteur denté S' de même rayon fixé sur laxe de la came C'. Un ressort à boudin R agit sur une tige prolongeant à gauche la came C et tend à rapprocher constamment de
- Fig. 4. — Mécanisme législateur.
- l’axe xx‘ cette came et par conséquent la came C', qui en est rendue solidaire par les secteurs dentés SS'.
- Le câble K lest figuré entre les deux cames CC' avec une augmentation très accentuée de diamètre à gauche (1). Quand cette partie du câble, entraînée d’une façon continue dans le sens de la (*)
- (*) Cette augmentation de diamètre été très exagérée à dessein pour mieux montrer le fonctionnement du mécanisme. Les variations du cylindre isolant, appréciables seulement au micromètre, ne dépassent pas 3 ou 4 dixièmes de millimètre, mais ce serait suffisant pour produire dans la filière l’équivalent d’un décentrage, s’il n’y avait pas un dispositif spécial pour maintenir le câble toujours dans le même axe.
- flèche F, atteint les cames C C', celles-ci s’ouvrent d’une quantité égale en maintenant le câble constamment dans l’axe xx'. Lorsque le câble revient à son diamètre normal, l’action du ressort R ferme de nouveau les cames et le défilage continue sans interruption.
- La figure 5 montre une élévation en grandeur naturelle des détails du mécanisme régulateur monté sur sa platine PP'. Les secteurs dentés sont en SS' et les cames en C. Elles sont en. ébonite, matière presque inusable et susceptible d’un poli parfait. On les fixe sur des disques métalliques D montés excentriquement sur leur axe. Par suite de cette disposition, il est très facile d’avoir des paires de cames symétriques; il suffit pour cela de tourner des disques d’ébonite selon un rayon déterminé et de les couper suivant un diamètre. Ces segments sont alors fixés par deux vis sur les excentriques métalliques.
- Au point où deux des axes se croisent, on
- Fig. 6 et 7.
- coude l’un d’eux, ce qui lui permet d’effectuer la fraction de tour nécessaire à son travail.
- Deux des manchons portant les secteurs sont fixés sur leur axe par des goupilles rivées; les manchons des deux autres secteurs sont immobilisés chacun par une vis, ce qui donne l’avantage de pouvoir compenser éventuellement l’usure plus grande de l’une des cames en la déplaçant légèrement par rapport au manchon de son secteur. Ainsi les cames d’ébonite font un très long service sans avoir besoin d’être remplacées.
- Les flèches FF' indiquent l’emplacement de l’unique ressort de tension de chaque paire de cames. On voit sur la figure les crochets de ces ressorts, placés à l’extrémité de bras perpendiculaires au plan du dessin.
- Ce mécanisme régulateur livre passage aux câbles de toutes dimensions, et l’on fait varier à volonté au moyen des ressorts à boudin la pression des cames sur les câbles à vérifier.
- La figure théorique 1 indique assez clairement les diverses communications électriques de l'ap-
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- pareil pour qu’il n’y ait aucune difficulté à les disposer sur l'appareil de la figure 2.
- Pour la commodité des expériences, les deux bornes de chaque téléphone sont placées les unes au haut de la platine P' de gauche, les autres au haut de la platine P' de droite; les cordons souples des téléphones arrivent ainsi directement aux oreilles de l’expérimentateur sans embarrasser ses mouvements. Les boutons de court circuit des cadres sont aussi rendus facilement accessibles;
- ils sont placés en avant dans l’espace libre entre les deux platines.
- Avec l’installation électrique de la figure j, où les deux courants induits de chaque paire de cadres sont opposés l’un à l’autre, les téléphones sont à simple enroulement, de sorte que le premier venu de ces récepteurs peut servir sans aucune modification.
- On emploie un interrupteur à trembleur sem blable à celui de la bobine de Ruhmkorff pour
- Fig. 5. — Détail du mécanisme régulateur.
- rendre intermittent le courant inducteur qui passe dans le câble. Ce courant peut être fourni avantageusement par un seul élément de Lalande. Le courant qui fait fonctionner l’interrupteur est emprunté à une petite pile spéciale de deux ou trois éléments Daniell. Le système interrupteur doit donc posséder deux godets à mercure, l’un pour le trembleur, l’aut.re pour produire les intermittences du courant inducteur.
- Le câble en vérification se déroule d’une bobine qu’un ouvrier tourne au moyen d’une manivelle, en ayant soin de laisser le câble très relâché avant d’arriver au calibre d’entrée de la filière. Cette précaution diminue beaucoup la fatigue des cames.
- A la sortie de la filière et du calibre de droite, le câble est tiré à la main.
- On peut aussi disposer sur deux chevalets à la hauteur du calibre de sortie du câble une planche de quelques mètres de longueur sur laquelle traîne le câble; les acoups du tirage se font ainsi moins sentir sur les cames de sortie du câble.
- La vérification d’un câble avec cet appareil est très rapide et s’effectue d'une manière continue. Quand le téléphone indique un défaut de centrage, on en marque le lieu en appliquant sur le câbl.e, à sa sortie du calibre de droite, une éponge imprégnée de couleur rouge. Un levier permet de soulever l’éponge en avant et à distance fixe
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- des parties défectueuses du câble, qu’il est ainsi facile de retrouver ultérieurement (* *).
- Le bruit produit au téléphone par un décentrage du câble est très caractéristique ; on entend nettement de petits craquements de la membrane correspondant aux interruptions du courant. Quand le centrage est bon, l’équilibre d’induction est parfait et l’on ne perçoit aucun bruit dans les récepteurs (2).
- Le diagramme de la figure 6 représente à grande échelle les câbles tels qu’ils sont fabriqués généralement aujourd’hui par couches successives de gutta-percha avec interposition de composition chatterton indiquée en pointillé. Ce procédé est évidemment plus lent etd’une main-d’œuvre plus
- (>) Si l’on veut placer ce dispositif d’encrage du câble sur la planche même qui supporté l’appareil, on prolonge celle-ci d’une vingtaine de centimètres en avant du calibre de sortie.
- , (*) Voici quelques indications relatives aux dimensions des
- parties principales de l’appareil.
- Planche horizontale en bois bien sec formant support :
- Longueur....................................... 0,80 m.
- Largeur........................................ 0,27 m.
- Distance entre les calibres métalliques et les faces externes des platines verticales, aux extrémités, o, 30 m.
- Distance entre les faces internes des platines vef-
- licales..................................... o, 166 m.
- Hauteur des platines........................... 0,25 m.
- Epaisseur des platines,........................ 0,02 m.
- Cadres multiplicateurs en ébonite :
- Longueur des grands côtés...................... 0,150 m.
- Longueur des petits côtés ... ................. 0,075 rn.
- Profondeur de la gorge......................... 0,007 m-
- Largeur de la gorge............................ 0,005 in-
- Épaisseur de chacune des deux joues d’un cadre. 0,003 m.
- Les deux joues du grand côté de chaque cadre voisines du câble sont taillées en biseau pour pouvoir se rapprocher de l’axe. Les cadres en ébonite sont fixés aux deux bouts par de petites équerres en laiton sur les disques en ébonite, qui reçoivent aussi, l’un les bornes d’entrée des cadres, l’autre les bornes de sortie.
- Disques en ébonite supportant les cadres :
- Diamètre........................................ 0,180 m.
- Épaisseur....................................... 0,008 m.
- Fil recouvert des cadres :
- Fil de cuivre recouvert de soie, d’un diamètre de i/io de millimètre;
- Nombre de tours sur chaque cadre, environ 1 000; Résistance, environ 900 ohms.
- Les cadres opposés doivent avoir un même nombre de tours de fil.
- dispendieuse que celui que représente le diagramme de la figure 7, où le câble est revêtu en une seule fois d’une même épaisseur de diélectrique plus homogène, plus stable et partant plus durable.
- En effet, il ne faut pas perdre de vue que le goudron entrant pour une part dans la composition chatterton, inférieure comme diélectrique à la gutta-percha, contient très souvent de la créosote et d’autres principes analogues qui dissolvent la gutta-percha. On doit donc restreindre le plus possible l'emploi de cette substance, en l’utilisant seulement là où elle paraît indispensable, c’est-à-dire pour assurer l’adhérence entre la couche unique de gutta-percha et l’âme conductrice.
- En résumé, le moment semble venu de se lancer sans crainte dans la voie plus économique de la fabrication des câbles d’un seul jet; la merveilleuse sensibilité du téléphone de Bell permettra de contrôler sûrement les produits de la nouvelle fabrication et de rejeter ceux qui seraient défectueux par suite de négligences faciles à éviter.
- P. Le Goaziou.
- RECHERCHES RÉCENTES
- SUR LES
- RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES (1)
- V. — Additions.
- Avant d’entreprendre l’étude des travaux qui ont pour but la discussion des hypothèses fondamentales de Hertz, je demanderai au lecteur la permission de revenir en arrière pour compléter sur quelques points les chapitres l et II, dans lesquels existent quelques omissions.
- M. Classen (1), en reprenant l’étude des expériences de Hertz au laboratoire de Hambourg, fit une observation qui, d’après lui, écarte d’une façon très simple la difficulté notable qu’ont rencontrée plusieurs expérimentateurs à maintenir à une intensité constante l’étincelle primaire. Rijke avait déjà en 1862 utilisé l’action d’un courant d’air sur l’étincelle de l’interrupteur, d’une bobine
- 0) La Lumière Electrique du 22 août 1891, p. 368.
- (*) IViedemann's Annale«, t. XXIX, p. 647, 1890.
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- d’induction pour obtenir une action plus énergique dans le fil secondaire; de même, l’étincelle de décharge de la bobine elle-même et, par suite, son action inductrice sur un conducteur quelconque peut éprouver la même influence.
- Dans les expériences, on employait une grande bobine d’induction de Ruhmkorff munie d’un interrupteur de Deprez très rapide, qui pouvait donner des étincelles ayant jusqu’à 14 cm. de longueur. Si on relie les extrémités de l’enroulement secondaire à des conducteurs et qu’on approche les boules de décharge à quelques centimètres, la décharge se produit sous forme d’une bande lumineuse rose continue et ne peut pas servir aux expériences de Hertz. Si on vient à souffler sur cette bande lumineuse, de façon à détacher latéralement des flammes aiguës de plusieurs centimètres de long, il se produit des étincelles vives et d’un grand éclat entre les boules. En faisant passer d’une façon continue le courant d’air produit par une trompe à eau entre les boules, on arrive à faire jaillir sans interruption les étincelles qui produisent un bruit sec (knattern) et à les faire durer des heures entières. On peut alors répéter la série des expériences de Hertz. L’action reste la même quand on remplace le courant d’air par un jet de vapeur. L’aspect général du phénomène conduit à penser que, dans la décharge ordinaire par une bande lumineuse, des particules métalliques continuellementarrachées forment un pont conducteur et que ce n’est qu’après qu’on a chassé des particules en soufflant que se produit l’étincelle de décharge proprement dite.
- M. Ritter (*) avait, sur le conseil de M. Kundt, répété les expériences de Hertz; dans les caves de l’Institut physique de Berlin on avait trouvé un espace libre de grandes dimensions qui se prêtait très bien à ces recherches; quand les. miroirs étaient à 38 mètres l’un de l’autre, on pouvait encore obtenir des étincelles secondaires.
- Pour rendre les résultats des. expériences visibles à une nombreuse assistance, on essaya de mettre en évidence les vibrations produites dans le conducteur secondaire par les contractions d’un nerf de grenouille. Derrière le miroir récepteur on avait soudé aux fils qui conduisaient des deux parties principales du conducteur secondaire au micromètre à étincelles un mince lïl de cuivre. Les deux extrémités libres de ces fils de cuivre for-
- (') IVicdemann's Auna/cii, t. XL, p. 53, 1890.
- maient les électrodes réunies au nerf de la grenouille, de sorte que cette disposition formait une dérivation sur l'interrupteur à étincelles secondaire. Quand on mettait la boule de laiton et les pointes de cuivre de l’interrupteur secondaire en contact ou qu’on les éloignait assez l’un de l’autre pour que les étincelles ne pussent plus passer, le nerf de grenouille restait en repos; au contraire, quand on rapprochait assez la pointe de la boule pour que les étincelles jaillissent, le nerf se contractait aussitôt ; si les étincelles se produisaient d’une façon continue, on observait des contractions plus ou moins fréquentes de la cuisse de la grenouille.
- L’expérience fut répétée plus tard en fixant la partie inférieure de l’épine dorsale maintenue en relation avec les pattes de derrière de la grenouille, de façon que les pattes pendissent librement. Un des nerfs qui couraient le long de l'épine dorsale fut coupé et, après avoir été préparé aussi proprement que possible, placé sur l’extrémité libre d’un des minces fils de cuivre. On constata que l’expérience réussit plus régulièrement et que les contractions sont surtout énergiques quand une seule des électrodes touche le nerf de la grenouille. Dès qu’il passe des étincelles à l’interrupteur du conducteur secondaire, il se produit aussitôt des contractions violentes de la patte à laquelle appartient le nerf qui est en contact avec une électrode et ces contractions cessent avec les étincelles.
- M. Boltzmann (*) a réussi à montrer à un nombreux auditoire les étincelles qui, dans les expériences sur les rayons de force électrique, jaillissent entre une boule et une pointe, en reliant la boule à un électroscope sensible, la pointe au pôle d’une batterie galvanique convenable dont l’autre pôle était à la terre : tant qu’il n'y a pas d’étincelles, l’électroscope ne se charge pas; mais dès qu’elles se produisent elles constituent un pont conducteur entre la boule et la pointe et on observe une déviation à l’électromètre. De cette façon, on peut, avec une distance de 36,8 m. entre l’inducteur primaire et l’inducteur secondaire, mettre nettement en évidence l’existence des petites étincelles secondaires produites par une seule étincelle primaire.
- A 8,7 m. de distance, on répéta toutes les expériences de Hertz devant un auditoire de 200 per-
- 0) IViedemann’i Anna/en, t. XL, p. 399, 1890.
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- sonnes; pour chaque expérience il suffisait de trois ou quatre étincelles primaires, ce qui permettait de maintenir les électrodes propres. Encore plus que la couche d’oxyde, la poussière, les raies dans le métal ou le manque de propreté d’une surface grasse sont nuisibles; ce qu’il est préférable d’employer pour le nettoyage c’est l’acide sulfurique, l’eau distillée; ensuite on frotte à sec; une couche d’oxyde un peu forte.disparaît quand on polit avec de la craie mouillée d’un peu d’alcool; il suffit ensuite de frotter à sec. L’emploi d’un courant d’air, recommandé par M. Classen, n’a produit aucun avantage.
- A la distance considérable de 36,8 m. on évalue la longueur de l’étincelle secondaire à 1/5000 mm. au maximum. La pile sèche qui servait à charger l’électromètre avait une tension de 200 volts environ; la boule et la pointe étaient donc à une distance qui surpassait de 1/5000 mm. environ la distance explosive de la pile, dont la décharge se produisait sous l’influence des ondes de Hertz qui venaient s’ajouter à sa tension. En employant une batterie de charge plus faible et un électroscope plus sensible, tel que celui de Hankel, on pourrait manifester l’existence des rayons de force électrique à des distances beaucoup plus considérables. On pourrait même mesurer la déviation pour faire des évaluations quantitatives. 11 faudrait alors perfectionner le réglage de la distance qui sépare la boule et la pointe.
- L’auteur a également exécuté des expériences d’interférence en envoyant les ondes du miroir primaire au miroir secondaire après réflexion sur deux miroirs plans formant un angle obtus, comme les miroirs de Fresnel et dont les plans étaient distants d’un multiple de la demi longueur d’onde.
- Cette méthode pourrait s’appliquer à la mesure exacte des longueurs d'onde et du décrément des vibrations.
- M. Wiecbert (]) a essayé de supprimer la difficulté que présente l’observation des étincelles peu intenses en les regardant à travers un microscope qui laisse entrer dans l’œil un cône lumineux.
- L’auteur construisit un microscope à l’aide d’un système de lentilles appartenant à un microscope polarisant et servant à l’observation en lumière fortement convergente et un objectif de lunette astronomique. Le grossissement linéaire était en-
- viron 50. Le microscope donne des images diffuses, peu nettes, mais il remplit son but en ce que son emploi rend inutile de faire l’obscurité dans la salle où l’on opère : en plein jour on aperçoit des étincelles que l’œil nu ne distingue qu’avec peine dans l’obscurité.
- Une seconde méthode, plus sensible, est analogue à celle de M. Boltzmann, que je viens de décrire. En voici le principe :
- Les deux parties du conducteur secondaire sont isolées: l’une est au sol, l’autre reliée à une source qui lui fournit lentement de l’électricité. Lorsque la tension a acquis une certaine valeur, il se produit une étincelle entre les deux parties du conducteur; cette valeur de la tension sera plus faible si on fait agir sur le conducteur des vibrations de Hertz,
- On évalue la grandeur de cette tension à l’aide d’un électroscope à feuilles d’aluminium; on constate que l’écart maximum des feuilles qui se produit au moment de la décharge est moins grand quand on produit les vibrations électrodynamiques.
- On se sert comme source d’une machine Wims-hurst; quand elle a fonctionné quelques secondes, la quantité d’électricité qui s’est emmagasinée dans ses bouteilles de Leyde suffit pour entretenir pendant plusieurs minutes le jeu de l’appareil.
- Une expérience facile à répéter est la suivante :
- On introduit un écran de métal de plus en plus loin à l’intérieur du rayon électrodynamique que le miroir primaire envoie au miroir secondaire; l’accroissement constant de l’angle d’écart maximum montre de la façon la plus nette que l’action sur le conducteur secondaire devient de plus en plus faible.
- M. Frani von Dobr^yncki j1) a étudié l’action photographique des ondes électromagnétiques obtenues par la méthode de Hertz. Elles agissaient sur des plaques sèches au gélatino-bromüre d’argent.
- Le plan des plaques contenait l’axe du vibra-teur ou lui était perpendirculaire. La durée d’exposition était trois heures. On ne sensibilisait pas les plaques. Le développement et la fixation se produisaient à la façon ordinaire par l’oxalate de fer et l’hyposulfite.
- (') Wieclemann's Annalen, t. XL, p. 640, 1890.
- 0) Wiener Berichtc, 9 octobre 1890.
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- L'action était rendue visible après développement et fixation par l’apparition de bandes alternativement brillantes et obscures, normales à la direction de vibration des ondes, ou par l’apparition de bandes noires dans la direction de la vibration. On a pu, dans certains cas, observer à !a fois les deux espèces de bandes.
- Dans plusieurs expériences, les plaques furent recouvertes d’une feuille d’étain dont on enlevait des fragments. La feuille d’étain n’empêchait pas la formation des bandes. Ceci prouve que l’action chimique qui entre ici en jeu n’est pas une action primaire.
- Les bandes transversales faisaient penser à des vibrations stationnaires. Elles pourraient être dues à la réflexion sur les parois de ia boîte de bois qui protégeait les plaques contre l’action des rayons étrangers ; mais elles pourraient devoir leur origine à la réflexion sur les parois de la salle (*).
- La seule expérience qu’on put faire avec un mur métallique réfléchissant ne fut pas en contradiction avec cette manière de voir ; les bandes transversales devenaient plus distinctes et plus régulières.
- Si cette manière de voir est correcte, on peut en conclure que des ondes de 6 à 20 centimètres sont efficaces. La description complète de la méthode expérimentale, que l’auteur a ajournée jusqu’au moment où il aurait obtenu de nouveaux résultats, n’a pas encore été publiée.
- M. Grègory ((i) 2) a décrit un instrument permettant de faire des mesures quantitatives de l’intensité des radiations. 11 est basé sur la mesure de l’allongement d’un fil échauffé par les courants qui y sont induits par la rapide variation du champ magnétique.
- 11 consiste (fig. 1) en un long tube de verre AB mastiqué à un tube de laiton plus court BD. A l’intérieur est tendu un fil de platine W fixé au tube en A et à un ressort amplifiant de Perry en M, où il y a un miroir qui indique la rotation du ressort par la réflexion d'un rayon de lumière sur une échelle. En E il y a un écrou et une vis permettant de régler la tension. Le tube de laiton est fendu.à sa partie antérieure pour former une fenêtre. Le rôle du tube
- (i) Les plaques contenaient souvent deux systèmes de bandes transversales. C’est deux systèmes représenteraient les ondes différentes émises par le vibrateur.
- (-) Physical Society 0/ London, i0' novembre 1800.
- de laiton est de compenser l’influence des variations de température extérieure sur le ressort ; le tube de verre remplit le même but pour le fil de platine.
- Le fil employé avait 0,0086 cm. de diamètre et 192 centimètres de long. Le ressort avait environ 0,25 cm. de long et 0,07 cm. de diamètre. Il était constitué par une lame de bon clinquant do 0,04 cm. de large et 0,0015 cm- d’épaisseur, qu'on peut re procurer dans le commerce, enroulée dans du cc-ton. Quand on enlevait le coton, elle était déjà sous la forme d’une hélice irrégulière. On l’enroulait alors en serrant entre les doigts pour réduire le diamètre autant que possible. On attachait ensuite un morceau de soie et on tendait le ressort presque jusqu’à le rompre, la soie permettant de le détordre autant qu’on voulait. Ensuite on le roulait entre deux surfaces planes et on l’étendait de nouveau. On répétait l’opération-
- Fig- 1
- jusqu’à ce qu’on obtînt finalement 10 tours par millimètre de longueur.
- Le miroir était concave et donnait une image très nette d'un fil sur une échelle placée à un mètre. En employant une échelle ordinaire de galvanomètre, il était facile de lire à une division près. Ceci correspondrait à une élongation du fil de 0,000005 mm- et à une élévation de température d’environ 0,003 degré centigrade. En dépit de cette sensibilité on n’obtenait qu’une déviation de 1 ou 2 divisions quand l’excitateur était à une distance de 4 mètres.
- On essaya d'augmenter la sensibilité en ajoutant une surcharge au miroir de telle façon que son centre de gravité fût derrière l’axe de suspension et un peu au-dessus. La tension était telle que le ressort maintînt le miroir au voisinage de sa position d’équilibre instable. L’effet de cette disposition fut de rendre les déviations faibles 10 fois plus grandes, tandis que la sensibilité diminuait à mesure que les déviations augmentaient. Mais la difficulté d’opérer avec cet instrument serait beaucoup plus considérable, parce que le plus faible courant d’air changerait la position du zéro.
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- On a essayé des fils des diverses matières qui devaient, théoriquement, donner de meilleurs résultats ; mais probablement parce que leurs diamètres n’étaient pas suffisamment minces relativement à la tension qu’ils supportaient, les résultats ne furent pas satisfaisants. L’avantage que présente le fil de platine d’avoir une dilatation compensable par celle du verre milite fortement en faveur de l'emploi de cemétal et a décidé l’auteur à s’en tenir à ce choix.
- Enfin M, Fitzgerald a indiqué deux méthodes d’observation : la première consiste à déduire de la conductibilité de l'interrupteur à étincelles pour un courant continu la présence des vibrations. La seconde est basée sur l’observation d’une action secondaire, à savoir des vibrations d’un galvanomètre sensible de grande Résistance réuni en dérivation aux bornes de l’interrupteur.
- VI. — DISCUSSION ET INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS.
- L’hypothèse fondamentale de Hertz, qui n’a été discutée que tout récemment, est que l’excitateur produit des vibrations périodiques. Ce point admis, il s’agissait de savoir : i° si la période et la longueur d’onde de ces vibrations étaient uniques et indépendantes des dimensions du résonateur secondaire ; 20 si les mesures de longueurs d'onde avaient un. sens précis lorsqu’on les effectuait dans une salle fermée.
- Si nous considérons ces deux points comme élucidés, les questions théoriques suivantes se posent : i° la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques est-elle celle de la lumière P 20 cette vitesse est-elle la même lorsqu’une onde se propage dans l’air libre ou le long d’un fil ? Ce sont ces deux dernières questions que j’examinerai d’abord.
- 1. M. Hertz avait déduit de la mesure des longueurs d’onde et du calcul de la période de son excitateur que la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques était de 320 000 kilomètres par seconde dans l’air. Le résultat ne peut plus être accepté, en particulier depuis que M. Poincaré (*) a relevé dans le calcul de la période une erreur qui multiplie la valeur obtenue par fa. Pour être complet, je dois ajouter que M. Lodge avait déjà fait en substance la même remarque
- dans le mémoire déjà cité (voir plus haut, page 261). 11 dit, croyant que c’est Hertz qui a raison : « Un facteur 2 ou ^ s’introduit à tort
- dans l’un ou l’autre de nos calculs..; ce doit être
- à une différence dans le calcul de la capacité effective qui joue un rôle dans l’oscillateur que tient le désaccord. Quand un oscillateur porte des sphères d’environ 30 centimètres de diamètre à chaque extrémité, Hertz appelle sa capacité 15 cm; nous l’appelons 7 1/2. Nous y sommes conduits, quelle que soit la méthode de calcul, bien que le rayon de l’axe des sphères soit la quantité que l’on est conduit à écrire à première vue. La charge qui apparaît sur l’une des sphères vient de l’autre, et non de la terre ou d’un corps quelconque de capacité infinie. Les deux sphères sont donc comme deux condensateurs en série. »
- D’ailleurs, dans la même note, M. Poincaré montre que le calcul de la période d’un excitateur est beaucoup trop arbitraire pour que cette remarque conduise à admettre que la vitesse de propagation des vibrations électromagnétiques n’est pas la même que celle de la lumière. La question reste tout entière ouverte.
- 2. L’opinion générale semble être aujourd’hui que la vitesse de propagation est la même dans l'air libre et le long d’un fil (voir en particulier l’article de Hertz, page 23 1 de ce volume). Sans entrer dans la discussion théorique, je remarquerai seulement que ce fait se déduit généralement de l’hypothèse que dans le cas de vibrations électromagnétiques très rapides la force électrique est normale à la surface des conducteurs. Ce point a été contesté par M. Brillouin (*) dans un compte rendu du traité de M. Poincaré : Electricité et optique.
- « Lorsque les courants sont périodiques, dit M. Brillouin, et de période très courte, la force magnétique est nulle dans l’intérieur des conducteurs, sauf tout près de la surface ; il en résulte que la partie du courant qui est due aux phénomènes d'induction .électrodynamique se localise très près de la surface du conducteur, tandis que celle qui est due aux phénomènes d’induction électrostatique reste répartie dans tout l’intérieur du conducteur. Or, cette dernière
- partie...est nulle dans la théorie de Maxwell, et
- le courant périodique est alors tout entier con-
- (1) Comptes rendus, t. CXI, 322, 1890.
- 0) Revue générale des Sciences pitres et appliquées, 30 avril 1891, p. 268.
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- finé près de la surface. C’est ce que M. Poincaré établit solidement. Malheureusement il porte son attention sur ce fait que le courant est nul à l’intérieur ; il oublie en partie le courant superficiel et la force électromotrice tangente à la surface qui reste nécessaire pour produire ce courant, force d’autant plus grande pour une même intensité totale que l’épaisseur de la couche dans laquelle le courant se propage est plus faible ; il traite le conducteur comme ayant une conductibilité infinie pour des oscillations très rapides, ce qui est vrai pour l’intérieur, mais non pour la couche superficielle, dont au contraire il faudrait, si l’intensité totale était donnée, traiter la résistance comme infinie. Mais lorsque le conducteur est isolé dans un espace soumis à des variations périodiques très rapides, il semble bien que la densité du courant doive être très petite, même très près de la surface.
- M. Poincaré, regardant cette densité comme rigoureusement nulle jusqu’à la surface même du conducteur, en tire la conséquence que la force électrique dans l’isolant doit aboutir normalement à la surface du conducteur, dans la théorie de Maxwell. Cette propriété, qui ne s’applique certainement pas dans le cas où l'intensité totale d.u courant serait donnée, ne me paraît pas solidement établie. M. Poincaré est revenu d’ailleurs à plusieurs reprises sur cette question, et malgré l’importance qu’il y attache à juste titre, il paraît encore indécis. Toutefois, il l’emploie en quelques endroits de la théorie, des expériences de Hertz ; il importe donc de lire ces chapitres avec une extrême attention. »
- M. Lecher (1) est le premier savant qui ait énoncé comme résultat expérimental l’égalité des vitesses de propagation dans l’air et le long des fils. Sa méthode comporte le calcul du coefficient de self-induction d’un conducteur ouvert constitué par deux armatures d’un condensateur réunies par un fil, et, comme l’avait déjà remarqué M. Lodge à propos du calcul de la période de l’excitateur de Hertz, il est difficile de calculer ce coefficient dans les idées de Maxwell si on n’in troduit pas de courants fermés. La formule employée par M. Lecher pour un circuit formé de deux fils parallèles réunis par un pont est la même que celle qu’a employée Hertz pour son excitateur rectiligne, dans laquelle on a introduit, au lieu de
- la distance des deux sphères, la longueur totale du fil de jonction.
- D’ailleurs ces travaux de M. Lecher ont été repris et soumis à de graves critiques par MM. Cohn et Heerwagen (1). Ils ont répété les expériences en faisant varier les conditions : longueur d’onde, capacité du condensateur, forme du circuit.
- La figure 2 représente la disposition employée. Les plaques u u' v v' ont 20 centimètres de côté, leur distance est 6 centimètres. De u et li partent deux fils de cuivre, d’abord recourbés, puis rectilignes et parallèles sur une longueur d’environ 11 mètres. Le rayon a du fil est 0,1 cm., leur distance 10 centimètres dans certaines expériences, 30 centimètres dans d’autres. La hauteur au-des-
- Fig. 2
- sus du sol est 1,20 m. Les extrémités sont courbées à angle droit et se terminent aux plateaux d’un condensateur c dont la distance s des plateaux est variable.
- Le condensateur est constitué par des lames de rayon r — 5 centimètres et d’épaisseur d = 0,2 cm, ou par des lames de rayon r = 10 centimètres et d’épaisseur d — 0,3 cm. On a fait en outre quelques expériences en insérant entre les plateaux secondaires et les fils conducteurs des fils de 100 ou 200 centimètres de longueur.
- Le « pont » B sert à réunir deux points quelconques situés vis-à-vis l’un de l’autre. A un autre endroit un tube de Geissler g est inséré entre les fils. Ce tube s’illumine pour certaines positions de B et de g] il y a alors un nœud au pont. C’esl la position de ces nœuds k qu’il s’agit de déterminer.
- M. Lecher n’avait employé que des tubes sans électrodes; pour mesurer des vibrations très peu intenses, il est indispensable de réunir métalli-
- Ù) IVitner Berichte, 24 avril [890.
- (M IVicdemanris Annalen, t. XLIII, p. 343, 1891.
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- quement aux fils des tubes de Geissler par l’intermédiaire de leurs électrodes. La présence de ces tubes ne modifie pas les phénomènes qui se produisent dans les fils.
- Pour déterminer la position des nœuds, après l’avoir obtenue à peu près, on déplaçait les tubes de quantités égales à droite et à gauche, on estimait les intensités relatives dans les trois positions et on prenait la moyenne; 'd’après la position de cette moyenne, on modifiait la position primitive et on avait ainsi des limites entre lesquelles était compris h. L’erreur maxima est, lorsque b — 30 centimètres, 3 centimètres environ, et 1 centimètre au plus lorsque b — 10 centimètres.
- L’étude des fils parallèles montre qu’on a un grand nombre de nœuds qui se séparent en groupes distincts. Le système-peut vibrer suivant le ton fondamental aussi bien que suivant un certain nombre de tons supérieurs. La méthode la plus complète et la plus précise pour trouver tous ces tons partiels consiste à chercher, après une première étude d’ensemble, chacune des positions les plus convenables du tube g. Cette position est le nœud de vibration du ton correspondant dans l’intervalle qui suit immédiatement le nœud cherché.
- D’une nombreuse série d’observations les auteurs tirent les conclusions suivantes : Le résultat de M. Lecher (à savoir que la vitesse V’ le long d’un fil est égale à la vitesse V dans l’air) est dû à des coïncidences fortuites; en faisant varier les conditions de l’expérience, on obtient par la même méthode des valeurs de V’ très différentes.
- Le calcul de M. Lecher offre d’ailleurs prise à des objections. Pour démontrer la formule de Thomson, on suppose que l’intensité du courant à chaque instant est la même tout le long du fil conducteur. Dans les expériences, la longueur du circuit ouvert était de l’ordre de la longueur d’onde; par suite, le long de ce fil il existait des états vibratoires très différents. D’ailleurs ce n’est pas à cette seule hypothèse, mais encore à l’emploi d'une formule inexacte pour le calcul du coefficient de self-induction que tient l’erreur du résultat.
- Pour calculer la durée de la vibration, les auteurs proposent la méthode suivante : Ils considèrent comme démontré par les dernières expériences de MM. Sarrazin et de la Rive que l’on a V' = V ; d’autre part V est égal à la vitesse de la lumière, si on admet la théorie de Maxwell.
- Dans ces conditions, la forme de l’onde qui est guidée par le fil est déterminée; elle ne peut être, comme l'a montré Hertz, que transversale, et elle est complètement définie par la durée de la vibration et l’amplitude. On connaît également l’énergie électromagnétique de cette vibration.
- 11 est d’ailleurs facile de calculer l’énergie des oscillations électriques qui peuvent exister dans un espace cylindrique entre deux surfaces conductrices indéfinies planes et parallèles. On obtient ainsi une valeur qui, dans les conditions de l’expérience, est égale, sauf des corrections négligeables, à l’énergie électrostatique du même condensateur dans des conditions correspondantes.
- En faisant quelques hypothèses dans un but de simplification, on est conduit alors aux résultats suivants :
- a) L’énergie totale des deux systèmes (fil conducteur et condensateur) est constante.
- b) La force électromotrice entre les extrémités du fil au voisinage du condensateur est identique à la force électromotrice entre les armatures du condensateur.
- Ces théorèmes correspondent entièrement à ceux de Thomson. Ils conduisent à une relation simple entre la capacité, le coefficient de self-induction et la longueur d’onde (ou la période vibratoire) qui comprend la formule de Thomson comme cas limite. Cette relation est vérifiée d’une façon satisfaisante par les expériences.
- 3. MM. Sarrazin et de la Rive ont les premiers montré qu’avec des résonateurs de dimensions différentes on n’obtenait pas la même valeur de la longueur d’onde. M. IVaitç, dans le travail déjà cité (p. 317), a exécuté des expériences analogues.
- Pour déterminer la longueur d’onde des vibrations produites dans un fil par le conducteur primaire C, on plaçait les deux parties de ce conducteur en ligne droite horizontale en face l’une de l’autre et on tendait le fil L, auquel devaient se transmettre les vibrations, horizontalement et perpendiculairement au plan vertical mené par C. Le fil L était relié à une tige de laiton de mêmes dimensions que l’axe des tiges primaires, situé derrière l’une d’elles et parallèlement. Au fil tendu on suspendait, de part et d’autre du conducteur primaire, des lames de laiton de 2700 cm3 de surface environ, qui limitaient le fil au point de vue électrique, de façon que des ondes stationnaires pussent se produire entre ces lames. L’une d’elles
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- restait toujours à la même place, l’autre était déplacée le long du fil. Le cercle secondaire était vertical et son pian contenait le fil L; l’interruption se trouvait au point le plus bas. En déplaçant l’une des lames, on obtenait une variation périodique de l’intensité de l’étincelle et par suite la longueur d’onde cherchée.
- En opérant par celte méthode, on n’obtint plus, comme dans la méthode de dérivation, toujours la même longueur d’onde pour la vibration primaire; à chaque cercle secondaire employé correspondait une valeur spéciale de la longueur d’onde, valeur qui augmentait avec les dimensions du cercle. Comme exemple voici une série de mesures.
- Diamètre du cercle secondaire Longueur d'onde
- 3 cm. 0,2 m. (peu certaine).
- 5 0,4 —
- 7 0,55 —
- 14 i,o —
- 9 >> ~
- i,9 —
- 38 2,8 -
- On conclut de ces résultats que dans le conducteur primaire il ne se produit pas une vibration unique, mais des vibrations très différentes simultanées, que l’on peut séparer à l’aide du cercle secondaire et dont on peut alors déterminer la longueur d’onde. « La vibration dans le conducteur primaire serait donc analogue au mouvement vibratoire qui produit la lumière blanche et qui peut se décomposer en un grand nombre de vibrations distinctes, de longueur d’onde différente. »
- En employant, au lieu du conducteur primaire C, les conducteurs A et B on obtient, pour un même diamètre du cercle secondaire, des mêmes longueurs d’onde; ces longueurs ne dépendent donc que des dimensions du cercle secondaire.
- Si l’on compare les résultats avec ceux de MM. Sarrazin et de la Rive, on constate que les longueurs d'onde qu’ils ont obtenues sont inférieures, pour un même diamètre du résonateur, à celles que donne M. Waitz; çe fait paraît s’expliquer par la valeur supérieure de la capacité des boules qui terminent le cercle.
- On a cherché à voir si on obtiendrait encore les mêmes résultats avec des excitateurs de forme différente; on a employé d’abord deux sphères de laiton creuses de 8 centimètres de diamètre, dont
- l’un était en contact direct avec le fil L placé suivant le prolongement de la ligne des centres; on a pris ensuite des sphères de 4 centimètres de diamètre. Dans tous ces cas, on a obtenu les mêmes longueurs d’onde.
- De ce qui précède l’auteur conclut que toutes les fois que la décharge de l’appareil d’induction se produit de la façon caractérisée par les étincelles très brillantes et produisant un bruit sec, il existe des vibrations dont la période a les valeurs les plus différentes. Parmi toutes ces vibrations, il en est une particulière qui produit le maximum d’intensité des étincelles dans le circuit secondaire qui se trouve en résonance avec elle; c’est cette vibration qu’on a appelé vibration principale et dont la longueur d’onde observée est voisine de celle qu’on peut déduire par le calcul des dimensions des conducteurs.
- 4. L'influence des parois a été signalée à plusieurs reprises au cours de ce travail. J’en présenterai un exemple particulièrement intéressant au mémoire de M. J.-J. Thomson, cité plus haut.
- On a vu que l’auteur avait obtenu pour la longueur d’onde dans les fils la même valeur que Hertz pour la longueur d’onde dans l’air avec un appareil identique. Voici ce qu’il ajoute en note à la fin de son mémoire :
- « En répétant les expériences après les vacances de Pâques, on observa un effet qui peut expliquer la différence entre les valeurs de la longueur d’onde le long d’un fil obtenues dans les expériences ci-dessus et dans celles de Hertz. 11 se trouva que les plateaux, après les vacances, furent placés plus loin du mur que précédemment, et on observa que la longueur était beaucoup moindre, qu’elle n’atteignait plus que 7 à 8 mètres; en rapprochant les plateaux du mur, la longueur d’onde augmentait, l’accroissement étant évidemment dû à l’augmentation de capacité du plateau par suite du voisinage du mur. Si donc la distance des plateaux aux murs n’était pas la même pendant la détermination de la longueur d’onde dans le filet pendant la détermination de cette longueur dans l’air, les longueurs ne seraient pas égales, quand même les vitesses de propagation le seraient. J’ai essayé de déterminer la longueur d'onde dans l’air en mesurant l’internœud après réflexion sur un grand écran de métal, mais je n’ai pu réussir à déterminer la position des nœuds d’une façon suffisamment définie pour mesurer la longueur d’onde avec quelque précision. Toutefois, le fait
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- que j’ai obtenu une longueur d'onde dans le fil égale à celle qu’avait obtenue Hertz dans l’air suffit à prouver qu’il n’est pas nécessaire de croire que les vitesses dans le fil et dans l’air sont différentes, mais que la différence des résultats de Hertz, peut avoir eu pour cause un changement de position du vibrateur relativement aux mus de la salle. »
- Ç. Raveau.
- (A suivre.)
- COMPARAISON
- DES CIRCUITS MAGNÉTIQUES FERMÉS ET OUVERTS
- DANS LES
- TRANSFORMATEURS A COURANTS ALTERNATIFS d’après M. EVERSHED P)
- Force êlectromotrice alternée.
- Si la force électromotrice est représentée par une ligne brisée de la forme —i_nj~“i,les calculs et lestracés graphiques sont plus simples que dans les deux cas précédents.
- La force électromotrice E reste constante pendant une demi-période, par exemple, E == 2000 volts, puis change brusquement à l’époque T
- t — - et devient égale mais de signe contraire à
- la valeur précédente, c’est-à-dire E = — 2000 volts.
- Puisque la force électromotrice , rfB
- n = N, s
- dt’
- d B
- est constante, il en résulte que ^ est une constante, d’où
- B = bt + c.
- La courbe de l’induction est donc une ligne brisée. Dans ce cas les forces électromotrices moyennes effective et maxima sont égales et l’on a
- n , dS .. i E = 44TNS-T-
- Dans le cas d’une onde sinusoïdale, nous avons obtenu
- d B
- •4,4
- rffNS T-
- I1) La Lumière Electrique du 29 août 1891, p. 423. D’après Y Electrician de Londres, t. XXVI.
- 11 faut donc augmenter l’un des facteursN.S, ^ ou afin d’obtenir une valeur de 2000 volts.
- Nous augmentons la fréquence ^ dans le rapport de 4,4 à 4 et nous prenons ^ = 77,6.
- Si nous calculons ^ directement de l’équation précédente en admettant pour E une valeur de 2000 volts on obtiendrait ^ = 76,4. La différence provient de ce qu'on a pris B = 5000 et non 4900
- Fig. a
- afin de simplifier les calculs. Il faut donc prendre cette valeur 76,4 si l’on conserve l’induction de 5 000 unités.
- Après avoir tracé les diagrammes (fig. 5) de E et de B, on trace la courbe de la composante X dont la forme est analogue à la courbe de l’hysté-résis; la courbe Y est analogue à celle de E et sa valeur constante Y = 0,0156 amp. s’obtient comme dans les diagrammes précédents.
- Calcul de l’énergie absorbée par le transformateur.
- Pour déterminer l’énergie absorbée parle transformateur il suffit d’effectuer à intervalles rapprochés le produit de la force électromotrice par l'intensité du courant et de porter ces valeurs comme ordonnées d’une courbe dont les temps sont pris comme abscisses.
- L’aire de cette courbe mesurée au planimètreet divisée par le temps donne la valeur moyenne de la perte dans le noyau du transformateur.
- | La figure 6 renferme deux courbes de cette na-I ture, pour le transformateur fermé F2, l’une en trait plein se rapporte à l’onde sinusoïdale, l’autre en pointillé correspond à l’onde en zig-zag.
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- Dans chaque cas la courbe passe dans la partie négative du plan ; c’est-à-dire dans tout transformateur, le noyau de fer rend pendant un laps de temps très court une partie de l’énergie absorbée. Lorsqu’on calcule la perte moyenne, il faut d’abord soustraire cette énergie rendue par le fer.
- La forme de la force électromotrice n'a pas d'influence sur les pertes du noyau puisque les pertes par hystérésis dépendent des valeurs maxima de l'induction et de la fréquence du courant. La perte par hystérésis est proportionnelle au nombre d’alternances du courant tandis que la perte par cou-
- 0 ' te/ripr 0,01
- Fig. 6
- rants de Foucault est proportionnelle au carré de ce nombre.
- Cette dernière perte dépend en outre du fait que l’énergie absorbée par un conducteur dépend essentiellement de la manière dont varie le flux d’induction qui traverse la surface limitée par ce conducteur et non pas seulement des valeurs extrêmes entre lesquelles l’induction varie.
- Considérons, pour préciser, le cas suivant.
- Déplaçons un barreau aimanté dans l’axe d'un anneau métallique de manière à produire des courants de Foucault dans l’intérieur de l’annéau. Les deux courbes, de la figure 7 indiquent de quelle manière l’induction varie avec le temps. Chacune de ces courbes peut être représentée par une équation de la forme -
- nière qu’au moment t = 0. Le quotient ^ est égal
- à la tangente de l’angle formé par la tangente à la courbe au point t = o, avec l’axe des temps.
- La courbe tourne sa convexité vers l’axe des temps si p est plus petit que B. Dans le cas contraire elle tourne sa convexité vers cet axe.
- On peut modifier la vitesse de déplacement de l’aimant à l’intérieur de l’anneau et faire varier l'induction suivant une loi déterminée ; il est intéressant de rechercher quelle doit être cette loi pour que l'énergie absorbée par les courants de Foucault soit minimum.
- La force électromotrice induite dans l'anneau
- Fig. 7
- est proportionnelle à la résistance de l'anneau étant r, on a
- En admettant que B soit donné par la formule précédente, on obtient après quelques réductions
- W = pp ^Bmux2 + - . ((3 — B,nux)!J,
- Or, (p
- Bmax )2est toujours positif, quelle que soit la valeur de p; par conséquent, W est minimum lorsque p ^ B„lax.
- Dans ces conditions, le travail dépensé est
- Wmln = 5!"^,
- La loi suivant laquelle varie l’induction est alors
- La constante p est égale à la valeur qu’aurait B au moment t = T si l’induction augmentait proportionnellement avec le temps de la même ma»
- En d’autres termes, la variation de l’induction est constante.
- Ces conclusions montrent donc que, toutes choses égales d’ailleurs, la perte par courants de Foucault dans un transformateur e*t minimum
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- lorsque les variations de l'induction sont représentées par une ligne brisée. Heureusement que les pertes par courants de Foucault sont réduites dans une assez large mesure par le laminage du noyau des transformateurs et des alternateurs pour qu’il n’y ait pas lieu de réaliser cette variation théorique de l’induction.
- Dans beaucoup de transformateurs, au contraire, les pertes par hystérésis sont assez grandes pour justifier l’emploi de courants à force électromotrice en zig-zag qui permettent d’employer une fréquence un peu moins éievée. 11 est évident que l’efficacité d’un transformateur est d’autant plus grande que l’induction varie le plus rapidement d’une manière continue : tout laps de temps pendant lequel l'induction reste constante est perdu au point de vue de la transformation. 11 suffit que la force électromotrice employée satisfasse à cette condition. La forme même de la force électromotrice n’a pas une importance bien considérable, puisque la perte par hystérésis dépend surtout de la valeur maxima de l’induction.
- En résumé, les comparaisons précédentes permettent de conclure qu’on peut pratiquement négliger les différences qui proviennent des formes différentes des courbes de la force électromotrice, pour autant qu’il s’agit des pertes dans le transformateur. 11 faut donc employer dans les diagrammes celle des formes de la force électromotrice qui donne le moins de travail; à cet égard, il est égal de prendre la forme sinusoïdale ou la forme en zig-zag, qui offrent les mêmes difficultés.
- Les diagrammes basés sur la force électromotrice alternée et constante sont plus faciles à construire, mais cette hypothèse est trop peu conforme à la réalité. Les deux premières s’en rapprochent au contraire d’assez près, car la véritable forme de la courbe de la force électromotrice est comprise entre deux. On s’en tiendra donc à la forme sinusoïdale, qui est plus familière et aussi facile à construire que la forme en zig-zag.
- Différences dans l’excitation du champ des transformateurs à circuit magnétique ouvert et fermé.
- Dans les diagrammes relatifs aux transforma-teu rs à circuit magnétique ouvert, il est avantageux de décomposer le courant excitateur en deux parties. L’une destinée à la production du champ magnétique à l’intérieur du noyau de fer, l’autre
- dans la couche d’air extérieure. C’est ce qui a'été fait dans le diagramme de la figure 9.
- Ce diagramme est relatif au transformateur hérisson représenté à l’échelle de 0,05 par la figure 8. Ce transformateur est une modification du type 02 étudié dans notre premier article.
- La modification a porté sur la longueur du noyau réduite de 93 à 74 centimètres, car dans le type Oa la surface réelle des extrémités en hérisson est plus grande que celle qui a été utilisée dans les calculs. Il en résulte une diminution du courant excitateur.
- Avec la réduction de longueur de 93 à 74 centimètres, la perte dans le noyau est réduite à 82.3 watts; le courant excitateur est égal à 0,9 am-
- Fig. 8
- père. Le rendement moyen est alors donné par le tableau suivant :
- Induction maxima...................
- Fréquence = 70.
- Travail effectif...................
- Pertes dans le noyau pendant 24 heures à 82,3 watts...................
- Pertes par l’excitation............
- Pertes pendant la charge...........
- Le rendement est donc égal à
- La chute de potentiel dans le circuit primaire est de 2,8 0/0.
- L’induction totale est égale à la section du noyau multipliée par l’induction maxima 5000; la résistance magnétique du circuit d’air extérieur est facile à calculer; on en déduit donc aisément l’intensité du courant excitateur correspondant à cette résistance magnétique, et on peut construire la courbe sinusoïdale qui la représente.
- La phase de ce courant coïncidant avec celle de l’induction, il y a un retard d’environ un quart de phase avec la force électromotrice. Le courant excitateur du noyau se déduit de la courbe d’hystérésis du fer employé en procédant de la même
- 5000
- 24000 watts-heures.
- >975 —
- 148 -
- 373 —
- 26 495
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- manière que si le circuit magnétique était fermé; la longueur du circuit est par contre considérablement réduite, puisqu’elle est de 74 centimètres au lieu de 147. Dans la figure, on a ajouté les deux composantes X et Y du courant excitateur du noyau, afin de ne pas compliquer le diagramme.
- Le courant excitateur de la couche d’air représenté par la courbe A retarde à peu de chose près d'un quart de période sur la force électromotrice primaire; le retard n’est pas rigoureusement égal à
- -, par suite de la résistance du circuit primaire;
- mais cette dernière est déjà faible et le produit IR= 7,6x 1,26 = 9,6 volts au maximum, quan-
- Fig. 9
- tité négligeable par rapport à la force électromo-trice maxima de 2860 volts. En pratique, on peut donc admettre que le retard entre le courant excitateur de la couche d’air et la force électromotrice primaire est égal à un quart de période. Il en résulte donc une perte d’énergie assez considérable.
- En d’autres termes, une partie du courant excitateur ne produit aucun effet par suite de ce retard de phase; quelques électriciens ont voulu expliquer ce fait en admettant l’existence de courants parasites; cette explicatioa est superflue. L’augmentation considérable du courant excitateur des transformateurs à circuit ouvert provient surtout de l’existence de ce retard de phase.
- Comparons deux installations de transformateurs, l’une à circuit magnétique ouvert, et l’autre à circuit magnétique fermé, et supposons-les de 10 chevaux chacune. Pour les transformateurs à circuit fermé, le courant de charge sera de 2 ampères plus le courant d’excitation de 0,11 amp. pendant six heures de la journée, tandis
- qu’un courant total de 0,61 amp. suffira pour le reste de la journée. Le rapport de la charge mi-nima à la pleine charge est donc de
- 0,61
- -L- = 0,29.
- 2,1»
- Pour les transformateurs à circuit ouvert, qui exigent une excitation de 0,9 amp., le rapport sera de
- o,5 + 0,9
- 2 + 0,9
- M
- 2,9
- 0,48.
- Ce calcul montre donc que la station centrale alimentant les transformateurs fermés devra fournir en faible charge les 20 0/0 de la charge maxima, tandis que pour la station qui alimente les transformateurs à circuit ouvert, ce rapport est de 48 0/0. Ce dernier système exige donc la mise en marche de machines puissantes pendant 16 à 20 heures par jour et ne donnant que la moitié de leur puissance maxima.
- Le premier système, par contre, qui n’exige que 29 0/0 de la puissance totale, peut être alimenté par une machine de faible puissance pendant la période de faible charge, de manière à obtenir une économie de charbon.
- Avantages de la méthode graphique.
- Le lecteur aura sans doute été frappé du peu de cas que fait M. Evershed de la méthode analytique appliquée aux transformateurs. Pour lui, la méthode graphique est la seule qui puisse donner des résultats réellement satisfaisants. On est forcé de reconnaître qu’il y a beaucoup de vrai dans les objections qu’il fait à la méthode analytique.
- La méthode analytique est incapable de résoudre le problème du transformateur lorsque son circuit magnétique renferme du fer. En admettant une force électromotrice sinusoïdale, l’analyse peut seulement donner la valeur du courant excitateur, en admettant qu’il n’y ait pas d’hystérésis. Pour calculer l’intensité I du courant, il faut admettre que B est une fonction de H, et partant I également. Mais là loi d’aimantation des substances magnétiques est encore complètement inconnue; les travaux d’Hopkinson et d’Ewing nous ont surtout montré la difficulté du sujet; ils ont permis de tirer des conclusions importantes, mais le problème est encore loin d’être résolu.
- La méthode graphique n’exige pas d’autre hypothèse que la loi de variation de l’induction B
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- avec le courant; on peut admettre une loi traduite par une courbe quelconque, tandis que la méthode analytique est liée en quelque sorte à la variation sinusoïdale.
- En admettant la loi sinusoïdale pour les variations de B, on peut déterminer, en connaissant les constantes du fer employé, les valeurs du courant excitateur pour chaque instant delà période. Si le circuit primaire avait une'résistance nulle, le courant excitateur n’exigerait aucune force électromotrice et les forces électromotrices primaire et induite seraient égales et opposées à chaque instant.
- Mais le circuit primaire a une résistance finie, quoique très petite; il en résulte que la force électromotrice primaire est un peu plus grande que la force électromotrice induite de la quantité nécessaire à la production du courant excitateur; cette quantité est égale au produit de la résistance du circuit primaire par l’intensité du courant au moment considéré. En additionnant ces forces électromotrices, chacune avec son signe, on obtient, comme résultat final, la courbe de force électromotrice totale qui produit le courant excitateur et le flux d’induction admis dans le diagramme. Cette onde de force électromotrice n’est pas une courbe sinusoïdale simple, car la partie 1 R de cette force électromotrice suit nécessairement les variations de 1.
- Les transformateurs industriels sont combinés en vue de transformer le courant de pleine charge avec une faible chute de potentiel sur la résistance primaire; le produit IR relatif au courant excitateur est très petit par rapport à la force électromotrice totale, puisque le courant excitateur n’est qu’une très faible fraction du courant de pleine charge. Les diagrammes relatifs au fonctionnement du transformateur à vide sont donc toujours faciles à construire.
- Considérons par exemple un cas extrême et supposons que le transformateur fermé F2 ait 2240 tours de fil primaire avec une chute de potentiel de 20 0/0. La résistance primaire serait de 107 ohms et le produit maximum I R serait de 0,162 X 107 = 17,3 volts, le courant excitateur maximum étant de 0,162 amp. Même dans ce cas, la courbe de la force électromotrice différerait très £eu de la courbe de la force contre-électromotrice. On peut donc admettre ce fait comme exact pour tous les transformateurs industriels.
- En d’autres termes, en partant d’une courbe
- j donnée pour la force contre-électromotrice, on peut toujours en déduire l’induction, puis le courant excitateur et le produit 1 R, et enfin la force électromotrice primaire, à l’aide du diagramme.
- Comparaisons avec l’expérience.
- 11 est intéressant de constater que les résultats déduits plus hauts sont confirmés par les mesures directes auxquelles les transformateurs ont été soumis.
- La figure 10 reproduit, par exemple, le diagramme sans charge, d’un transformateur de 40 lampes; on voit que la courbe du courant excitateur a l’allure générale indiquée précédemment quoique les angles soient arrondis et que le maximum n’a pas lieu au moment où E = o. Si l’on se reporte à la figure 10, on constate qu’une augmentation de la composante Y du courant excitateur tend à déplacer le maximum de la courbe résultante X 6 [/. et à donner à la courbe la forme de la figure 7.
- 11 est non moins intéressant d’établir une comparaison entre les valeurs calculées et mesurées du courant excitateur d’un transformateur à circuit ouvert.
- Voici, par exemple, les éléments d’un transformateur à circuit magnétique ouvert sur lequel les comparaisons indiquées ont eu lieu (fig. n,aux 3/40 de la grandeur naturelle).
- Puissance.................................... 200 watts.
- Induction maxima............................. 8600
- Fréquence ^................................... 75
- Longueur du noyau en fils de fer........... 40,4 cm.
- Section — — ........... 4,5 cm*.
- Partie du noyau non recouverte de fil à
- chaque extrémité.............................. 7 cm.
- Diamètre moyen de l’enroulement primaire.. 5,5 cm.
- Tension du circuit primaire....,........... 2000 volts.
- Nombre de tours du circuit primaire........ 15000
- Résistance du circuit primaire................ 470 ohms.
- Le calcul donne un flux de force de 40500 unités pour 2000 volts; cette induction se partage en deux chemins, savoir : à travers le noyau et entre le noyau et l’enroulement.
- Le périmètre du noyau étant de 8,5 cm., la surface libre du noyau est de 65,2 cm2, la sphère équivalant en surface à un rayon de 2,28 cm., et
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- la résistance magnétique de pôle a pôle à travers l’air est de
- Une spire primaire moyenne limite une aire de 24,5 cm2, dont 4,5 cm2 sont occupés par du fer, le reste, soit 20 cm2, par de l’air sur 27 centimètres de longueur; la résistance magnétique correspondante est donc
- La résistance totale de l’air est donc 1,35 -J- 0,07 = 1,42.
- Or, le flux de force qui traverse le noyaü est de 40500 unités; ce qui correspond à une induction B = 9000. L’intensité du champ H étant de 10 environ, la force magnétomotrice est H l — 400, d’où il résulte pour la résistance magnétique cor-
- respondante =0,01. La résistance totale
- du chemin à travers les noyaux et l’air est de 0,08, et celle de tout le système est égale à
- On a donc
- 0,08 x 1,42 0,08 + 1,42
- 0,076
- d'où
- 0,4 «N Imax = 40500.0,076.3070,
- I mai
- V2
- 307°
- 2,26. [5000.^2
- 0,115 ampère.
- Or, les mesures directes ont donné 0,09 à 0,1 amp. pour l’intensité du courant excitateur correspondant à 2000 volts et 75 alternances. Cette concordance est satisfaisante.
- La différence constatée provient des hypothèses relatives aux chemins des deux flux de force, dans
- lesqueiles on a introduit en particulier la notion des sphères équivalentes; cette notion semble donner une résistance magnétique un peu trop élevée et par conséquent un courant excitateur trop intense.
- Cette conclusion est d’ailleurs confirmée par la comparaison des résultats obtenus par le calcul et l’observation sur un transformateur hérisson dont voici les dimensions.
- Puissance..................................... 7460 watts.
- Induction maxima.............................. 6800
- Fréquence Ÿ.................................... 100
- Longueur du noyau formé de fils de fer de
- 0,056 cm de diamètre......................... 73 cm.
- Section......................................... 40 cm.
- Volume........................................ 3010 cm3.
- Rayon de l’extrémité en hérisson................ 13 cm.
- Tension du circuit primaire................... 2000 volts.
- Nombre de tours du circuit primaire....... 1670
- Résistance du circuit primaire............ 3,87 ohms.
- Teqsion du circuit secondaire.................. 100 volts.
- Nombre de tours du circuit secondaire..... 84
- Résistance du circuit secondaire............ 0,0072 ohm.
- La surface de chaque extrémité en hérisson, est
- -©)—Eü
- Fig. 11
- égale à 2irr2, plus la surface plane des joues de l’enroulement; on a donc une surface totale de 3itr2, ce qui donne, pour trouver le rayon x de la sphère équivalente, la relation
- 4 7c x2 = 3 r. r*.
- Or r étant égal à 13 centimètres, on trouve que x= 11,3 cm. La résistance magnétique du chemin aériforme est donc
- 1 _ 1
- 27t.ll,3_ 7?’
- Le flux total de force est donc de
- 6800 x 400 = 272000 unités.
- La force magnétomotrice correspondant à ce chemin est donc de
- L’intensité du champ H pour le noyau peut être supposée égale à 7 unités ; d’où il résulte que la
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- force magnétomotrice du noyau est de 7.73 = 510 unités. La force magnétomotrice totale est donc de 3840 -f- 5 10 = 4350 unités, d’où l’on déduit la valeur maxima du courant excitateur
- ,m,ix ~ T^f^7Ô = 2,07 amP^res»
- d’où
- , 2,07 ,
- Icnr = —— => i,4ôampere.
- V 2
- On a observé directement leff= 1,35 amp., ce qui correspond à une différence en moins de 8 0/0.
- Procédé pour diminuer l’intensité du courant excitateur des transformateurs à circuit magnétique ouvert.
- Les transformateurs à circuit magnétique ouvert ont le défaut grave d’exiger un courant excitateur d’intensité, considérable par rapport à celle du courant qui excite les transformateurs à circuit
- Fig. 12.
- magnétique fermé. Il y a lieu de rechercher si l’on peut diminuer cette intensité sans rien sacrifier des avantages de ce système.
- M. Swinburne cherche à neutraliser la perte de courant qui provient du déplacement de la phase dans l’excitation du champ aériforme, en employant des condensateurs.
- Ces appareils sont appelés à jouer un rôle important dans les applications des courants alternatifs; ce rôle a déjà été mis en lumière dans ce journal par MM. Hutin et Leblanc.
- La méthode de réglage deM. Boucherot est également basée sur l’emploi de ces appareils, dont la construction tend à devenir industrielle. L’adjonction d’un condensateur à chaque transformateur ne serait donc pas un obstacle insurmontable.
- On sait que la charge et la décharge d’Un condensateur sont oscillatoires dans certains cas. Si
- s.
- l’on insère dans un circuit théorique supposé sans résistance, mais possédant une induction propre égale à L, un condensateur de capacité C, on démontre facilement que l’intensité du courant
- à un instant donné quelconque est donnée par la formule
- i=i°cosJüt'
- Le courant est donc simplement périodique; il est maximum lorsque f = o et nul lorsque
- —-— — -, Le quart de la période est donc v/ LC 2_______
- égal à - et pon a
- 2
- T = 2 * VLC.
- La fréquence du courant alternatif ainsi engendré est donc
- 1 _ ___I __
- T “ 2 7t Vl C '
- Le circuit ayant été supposé sans résistance aucune, l’amplitude maxima de l’oscillation resterait constante s’il n’y avait pas déperdition d’énergie par suite de la production des ondes électrodynamiques dans l’éther ambiant ; même dans le cas
- Fig. 13.
- de circuit à résistance nulle, le courant oscillatoire diminue graduellement.
- Le diagramme de la figure 12 montre comment varient simultanément l’intensité du courant et la différence de potentiel ; par suite du décalage d’un quart de phase entre ces deux oscillations, le travail effectué est constamment égal à zéro.
- Le courant oscillatoire se trouve dans les mêmes conditions- que le courant excitateur de la partie aériforme du circuit magnétique du transformateur.
- Mais en réalité, la résistance du circuit n’est pas nulle et l’amplitude i0 diminue rapidement, à moins qu’on ne puisse remplacer au fur et à mesure l’énergie absorbée.
- Considérons, pour préciser, le circuit de la figure 13, dans lequel P est le circuit primaire d’un transformateur, A et a deux alternateurs, et C un condensateur. L’alternateur A fournit un courant dont la fréquence et l’amplitude sont égales à celle du courant oscillatoire du Condensateur dans le circuit P.
- Dans ces conditions les oscillations du condensateur dans le circuit P ont lieu comme si le cir-
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- cuit G n'existait pas. Le.second alternateur a a la même période que A, mais ses oscillations retardent d'un quart de phase sur celles de A; elles ont donc lieu simultanément avec celles du condensateur.
- Cette force électromotrice compensera donc la perte par effet Joule dans le circuit P du transformateur; de cette manière, il n’y a pas de perte par suite de différences de phases entre l'intensité et la force électromotrice du courant.
- La capacité du condensateur apte à fournir le courant inerte compensateur est facile à déterminer en supposant que ce courant soit de forme sinusoïdale.
- La tension effective du circuit primaire étant E,
- lorsque 1 = o, c'est-à-dire lorsque t == —, la dif-
- 4
- férence de potentiel aux bornes du circuit primaire est maxima et égale à yjfE.
- La quantité d’électricité qui passe dans le condensateur pendant cette période, c’est-à-dire entre
- t = o et/= -, est 4
- T
- Or la capacité du condensateur étant C, on a Q = VC.
- Le potentiel du condensateur est donc y ________________ Q. _ ïmax T
- c “ TiTcT*
- 11 est aussi égal à^H. On a donc la relation
- et puisque
- v =
- 2 71 C
- = \^E,
- Imux = v/2 I, Oïl 3.
- I T : 7t E '
- Cette formule permet de calculer la capacité du condensateur placé en dérivation sur les bornes du circuit primaire et destiné à compenser la partie du circuit excitàteur absorbée par le décalage du courant dans l’excitation de la partie aériforme
- du champ. Ce condensateur joue donc le même rôle que celui qu’emploie M. Leblanc dans ses moteurs à champ tournant.
- Transformateurs sans noyau de fer.
- 11 reste à examiner le cas des transformateurs sans fer et à étudier le rendement que ce type d’appareil est susceptible de donner.
- Nous nous plaçons dans les conditions du transformateur F2; il s’agit d’obtenir avec la même quantité de cuivre, la même chute de potentiel de 28 0/0. 11 faut combiner l’enroulement de telle façon que le coefficient d’induction propre soit minimum. Or, ce coefficient est donné par la formule
- L = 4 7t N* a £log. ^ — 2],
- dans laquelle N représente le nombre de tours de l’enroulement, a le rayon moyen et R la distance moyenne géométrique des fils les uns des autres.
- Supposons que les fils aient une section quadratique de côté 2b. Admettons que la moitié de la surface 4 b2 corresponde à l’isolation. La section du circuit primaire sera dqnc b2 et le volume du cuivre primaire est de V = 6055 cm3, en admettant qu’il y ait un poids égal de cuivre sur les circuits primaire et secondaire.
- On obtient alors, en admettant que les deux circuits sont enroulés ensemble,
- R = 0,447.2 b = 0,894 b.
- On a donc
- a = —-
- 2 TT b1
- et
- R étant la résistance du circuit primaire, p la résistance spécifique du cuivre; pour une chute de potentiel de 2,8 0/0, il faut que r — 7,6 ohms. On a donc
- L=^.riog„-i^--2i.
- P L 0,894 77 b* J ’
- d’où
- JT = 7 t2 h (1°S» 4 v ~ ’°g» °>SM 7t - 3 log b — 2) - 3 b]
- Le maximum de L a donc lieu pour
- log, 4 V — log, 0,894 W — 3 log, b — 2 —. t? — 0. d’où il résulte
- b = 6,38 cm.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- et partant
- a = 23,7 cm. R = 5,7 cm. N = 1100.
- de
- L’induction correspondant à 1 ampère est alors L = 49 500 unités.
- 24 000 watts-heures.
- 1 390 —
- 360 —
- 25 750 watts-heures.
- Le rendement moyen ressort donc à
- Travail total.........................
- Effet Joule du courant excitateur pendant 24 heures........................
- Effet Joule du courant.de charge pendant 6 heures.........................
- Si le courant excitateur est de. 2000 volts sous une fréquence de 70, on obtient l’intensité à l’aide de la formule
- d’où
- et
- Bmax
- 49 ^OO Imax —
- 2000. I08 4,4. IOOO.70'
- Inmx —- 12 ampères,
- I s- Lïlî g;ç ampères. V2
- 11 ne faut pas songer à employer un appareil exigeant un courant excitateur aussi intense. On peut diminuer cette intensité en augmentant la fréquence.
- Par exemple, pour ramener le courant excitateur à 0,9 ampère, il faut augmenter la fréquence 70 dans le rapport de 8,5 à 0,9.
- On obtient ainsi = 660.
- Cette fréquence considérable ne serait pas impossible pratiquement, puisque les appareils ne renferment pas de fer. Mais il y aurait cependant des courants de Foucault intenses.
- La plus grande partie du courant excitateur est dépensée dans de mauvaises conditions pour l’excitation du champ. On y remédie également à l'aide du condensateur.
- Il est facile de calculer le rendement du transformateur sans fer dont les éléments précédent. Malgré la grande intensité du courant excitateur, ce rendement est très satisfaisant. On a en effet les valeurs suivantes :
- Travail total................................. 7 500 w.-h.
- Effet Joule du courant excitateur............... 50 —
- — du courant de pleine charge............ 220 —
- 7 770 w.-h.
- Le rendement est donc de
- 75?
- 777
- 0,965.
- Le rendement moyen, en admettant les conditions de charge adoptées au cours de cet article, se calcule comme suit:
- Ces deux valeurs montrent que les transformateurs sans fer ne sont pas désavantageux au point de vue du rendement. Ils ont en outre d’autres avantages qui militent en leur faveur. Leur construction est plus simple; il n’y a à s’occuper que de l’isolation des deux circuits l’un par rapport à l’autre; l’isolation si délicate du noyau n’entre pas en compte. En outre, les pertes sont très faibles, de sorte que l’appareil ne chauffe pas. Enfin les dimensions de ces appareils sont assez faibles. Un transformateur de ce système d’une puissance de 10 chevaux aurait au plus un diamètre de 60 centimètres et une épaisseur de 20 centimètres.
- Le principal désavantage des transformateurs sans fer réside dans la grande fréquence des courants qui complique la construction des alternateurs et qui augmente, dans une proportion énorme, les pertes par courants de Foucault. 11 y a lieu cependant d’examiner de près cette solution. La question des courants alternatifs à grande fréquence semble appelée à faire de grands progrès, de telle sorte qu’on peut dès maintenant prévoir une application prochaine de ce type d’appareils. Nous y reviendrons d’ailleurs dans un article, spécial. f
- Conclusions.
- Pour terminer cette longue étude, examinons avec M. Evershed le cas d’une station centrale de 600 kilowatts. D’après M. Crompton, le prix d’une station de cette puissance est de 1 500000 francs. En exagérant un peu les chiffres, portons-les à 2 500000 francs.
- La puissance à transformer étant au maximum de 1000 chevaux, on aura par exemple 100 transformateurs de 10 chevaux. Or, un transformateur de cette puissance du type de Ravenshaw absorbe annuellement 3500 kilowatts-heures, qui, payés à raison de 10 centimes le kilowatt-heure, représentent une dépense de 350 francs. La dépense pour toute l’installation sera donc de ce chef de 35 000 francs, soit 1,4 0/0 de l’installation.
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- La substitution du type F2 au transformateur précédent permettrait de réaliser une économie sensible, car il n'absorbe que 4,94 kilowatts-heures par jour, ce qui correspond à une dépense annuelle de 150 francs. L’économie totale serait ainsi de 20 000 francs. Elle serait en partie compensée par le prix un peu plus élevé des transformateurs; mais cette dépense supplémentaire ne dépasserait pas 600 francs par transformateur, soit 60 000 francs en tout. On réaliserait en fin de compte une économie annuelle de 20000 francs avec une dépense supplémentaire d’installation de 60000 francs.
- On peut encore obtenir des résultats plus avantageux avec les transformateurs hérisson étudiés précédemment. 11 n’y a pas lieu de les étudier en détail. II suffit de faire ressortir l’importance d’une économie, même faible, sur le rendement des transformateurs industriels. Les chiffres qui précèdent nous semblent probants et nous autorisent à ne rien changer aux conclusions de notre premier article. 11 y a avantage à employer dans les installations à courants alternatifs des transformateurs renfermant le minimum de poids de fer, et, par conséquent, à donner la préférence aux transformateurs à circuit magnétique ouvert.
- A. Palaz.
- COMPTEUR ÉLECTRIQUE TONY BLE1N
- Le présent appareil est destiné à totaliser le nombre d’ampères-heures consommés dans un circuit quelconque. Il est spécialement destiné aux usages industriels, l’inventeqr s’étant surtout attaché à produire un appareil aussi exact que possible dans ses indications et d’une grande simplicité de construction.
- Le type que nous présentons marche avec des courants continus.
- Les figures 1 et 2 donnent l’ensemble complet de l’appareil en élévation et en plan. Dans chacune des deux figures les mêmes lettres désignent les mêmes pièces.
- Les organes essentiels du compteur sont: un ampèremètre A, un mouvement d’horlogerie M, avec une minuterie C et un commutateur B d’une forme spéciale, constituant l’organe principal de l’enregistrement.
- Le commutateur B est une sorte de tourniquet
- métallique à plusieurs branches; il est monté sur l’arbre du mouvement d’horlogerie M, qui lui fait faire un tour complet en une heure. Les lames sont plates et leur section affecte la forme d’une lame de couteau, le tranchant étant disposé en avant par rapport au sens de la rotation. La surface de ce commutateur est divisée en zones concentriques. Dans chacune de ces zones, le rapport du plein au vide, c'est-à-dire le rapport de la largeur d’une lame à l’espace vide qui la sépare de la suivante, est proportionnel à l’intensité du courant qui produit la déviation de l’aiguille indicatrice de l’ampère-mètre A. Cette combinaison donne aux lames de ce commutateur la forme bizarre que l’on constate sur la figure.
- L’ampèremètre est constitué par une bobine plate enroulée de gros fil à l’intérieur de laquelle se meut un barreau de fer doux/(fig. 2). Ce barreau dévie de sa position initiale dès qu’un courant traverse l’enroulement de la bobine. Dans sa déviation le barreau entraîne une grande aiguille indicatrice F qui, calée sur le pivot de l’aiguille/, est disposée à l’extérieur de la bobine A. Lorsque le compteur ne fonctionne pas, l’aiguille F ne touche pas aux lames du commutateur B. Aussitôt qu’un courant passant dans l’ampèremètre A dévie le barreau /, l’aiguille F se trouve déviée aussi et aborde les lames du commutateur B.
- Dans sa déviation, l’aiguille F tend à se rapprocher d’autant plus du pivot du commutateur que le courant dans la bobine est plus intense.
- La minuterie C ne se met en mouvement qu’au moment où l’aiguille F est en contact avec le commutateur B. Pour cela, cette minuterie porte un embrayage mû électriquement et dont la disposition est fort simple: le pignonde la minuterie cojrespondant au cadran des unités est calé sur un arbre vertical portant un autre petit pignon
- solidaire avec un plateau de friction Sj, et tournant librement, sans clavetage, sur l’axe du pignon p.
- A une faible distance du plateau de friction S, s’en trouve un autre S fixé à l’axe du pignon p, mais pouvant se mouvoir de bas en haut et de haut en bas sur cet axe tout en l’entraînant dans son mouvement de rotation. Au moment convenable pour la mise en train de la minuterie, un ressort R actionné par l’électro-aimant H presse sur le plateau de friction S, l’amène au contact de St et comme ce dernier reçoit le mouvement du mécanisme d’horlogerie par les pignons Pj et T,
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- LA LUMIÈRE ELECTRIQUE
- le tout se met en action : la minuterie fonctionne.
- L’électro-aimant H, qui déclenche le débrayage de la minuterie, est placé en dérivation sur le circuit principal. Soient bb et aa les deux conducteurs amenant le courant à mesurer. Le fil aa est,
- par exemple, celui sur lequel est placé en tension l’ampèremètre A. De la borne d’arrivée J part un fil dérivé amenant le courant à l’électro H, le courant en sort par le fil m pour gagner l’aiguille F de l’ampèremètre, et le circuit se ferme par les lames du commutateur B, ce dernier étapt en con-
- nexion avec la borne de sortie K. De cette dernière borne part un file qui rejoint l’autre conducteur bb. L’électro ne recevra le courant et, par suite, n'agira sur lé débrayage qu’autant qu’il y aura contact entre l’aiguille F et les lames du commutateur.
- L’ensemble de la minuterie C et du commutateur B constitue donc l’appareil totaliseur. Plus le courant sera intense, plus l'aiguille F se rappro-
- chera du centre du commutateur; plus longtemps aussi durera le contact renvoyant le courant dans l’électro H ; la minuterie de son côté donnera des indications plus fortes. Les nombres portés sur les cadrans de cette dernière sont des ampères-heures.
- Le mouvement d’horlogerie, à son tour, ne fonctionne pas continuellement; il ne marche qu’autant que la minuterie a besoin de marcher.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 475
- Sa mise en action se fait au moyen de l’électro E, mis aussi en dérivation dans le circuit de consommation.
- Un courant dérivé entrant par la borne K, passe par le commutateur B, l’aiguille F traverse l’élec-tro Eet en sort par la borne I où il rejoint le conducteur a a.
- Cet électro ne fonctionne donc que toutes les fois qu’il y a contact avec l’aiguille F et le commutateur: cet effet a lieu en même temps que pour l’électro H. En passant dans la bobine E, le courant produit l’attraction de l’armature N, laquelle, au moyen de la fourche O, qui lui est fixée, repousse un levier P qui déclenche l’échappement du mouvement d’horlogerie et le laisse fonctionner tant que le courant passe.
- Dès que le courant cesse, l’armature N, ramenée par un ressort, attire le levier P et enclenche le mouvement d’horlogerie qui s’immobilise aussitôt.
- Telles sont les parties constituantes du compteur Tony Blein. Voyons maintenant dans quelles conditions l’appareil fonctionne. Jusqu'à présent les compteurs construits par l’inventeur ont été faits pour marcher avec une tension de 110 volts; ils sont donc aptes à se poser sur les circuits de distribution municipaux qui, presque tous, fournissent le courant sous cette tension.
- L’énergie absorbée par le compteur pour vaincre les frottements des différentes pièces en mouvement entrant dans son mécanisme, est d’environ 2 — watts.
- 5
- Le rendement de l’appareil rentre donc dans une bonne moyenne.
- Quant à l’énergie nécessaire pour provoquer la mise en marche de ce compteur, elle est d’environ 20 watts. En d’autres termes, l'appareil commence à compter dès que l’on allume dans son circuit une lampe de 10 bougies.
- Ce compteur a de plus l’avantage de ne marquer absolument que pendant le temps qu'il est parcouru par le courant. En effet, le mouvement d’horlogerie se débraye aussitôt que le courant cesse et la minuterie s’arrête instantanément. C’est là une grande qualité, fort appréciable pour le consommateur.
- P. Robert.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Pile Crowdus (1891).
- Cette pile à deux liquides et à diaphragmes poreux est disposée de manière à réduire au minimum la résistance électrique du diaphragme, sans
- en augmenter l’endosmose. A cet effet, l’électrode en charbon D est (fig. 1 à 4) disposée de façon à jouer en partie le rôle d’une cloison poreuse séparant la pile en deux capacités l’une peur le charbon, l’autre pourlezincc, de manière à pouvoir diminuer de près de moitié l’épaisseur delà cloison en poterie poreuse B placée contre le charbon D.
- C’est de la porosité du charbon que dépend
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- l’isolement des deux liquides de la pile. On emploi de préférence un charbon dense, imperméable, et l’on règle la communication des deux liquides en le perçant de petits trous c d. En outre, la face du charbon appliquée sur la cloison B est creusée de rigoles ee, qui permettent d’y faire circuler un peu de l’électrolyte négatif, de bas en haut, de manière à diminuer la résistance de la pile et à empêcher, lorsque la pile est ouverte, le mélange par osmose des deux électrolytes positif et négatif, ainsi séparés par une couche neutre; ces rigoles facilitent en outre le dégagement des gaz.
- L’un des côtés du charbon g est cuivré, pour recevoir la borne positive. Le zinc c, supporté en
- hh, plonge au bas dans un bain de mercure i, relié à la borne négative.
- Dans la variante représentée par les figures 5 et 6, spécialement étudiée pour les petites piles, les éléments sont cylindriques. On y reconnaît facilement le zinc C, le vase poreux B, très mince, et le charbon D, percé de trous cd, et creusé de rainures de.
- Transformateur médical Woakes.
- Ce transformateur a pour objet de convertir les courants fournis par une distribution alternative
- Cr
- G
- B
- Fig. 1 et 2. — Transformateur médical Woakes. Détail du transformateur.
- en courants utilisables pour les opérations médicales, le chauffage d’un thermo-cautère, etc. Le noyau lamellaire A et le primaire B peuvent glis-
- (o) (ô) (o)
- i i ;\
- Fig. 3. — Ensemble du trembleur.
- ser, avec leur attache CD, dans le socle isolé E, auquel est fixée la bobine secondaire G, de manière à y faire varier à volonté la tension et l’intensité du courant.
- Lorsque le courant distribué est continu, on emploie un trembleur interrupteur formé (fig. 3)
- par une lame K, tendue à volonté par une vis L sous l’armature pôle-contact M, d’un électro H.
- Accumulateur Hibbett (1890).
- Cet accumulateur est caractérisé par l’emploi, au lieu des plaques ordinaires, d’une substance spéciale, ou plomb très poreux, tassée dans des boîtes ou auges de plomb BBt et dans les vases poreux dd\. L’ensemble, bien enfermé et bourré dans une a.ùge de forme convenable, constitue un accumulateur très résistant et facile à manier.
- La laine de plomb employée par M. Hibbett s’obtient en coulant d’une certaine hauteur un mince jet de plomb dans de l’eau chaude. Ce plomb très poreux se forme rapidement dans une dissolution d'acide sulfurique un peu plus concentrée qu’à l’ordinaire, et en chauffant un peu l’accumulateur pendant la formation. On prend de préférence comme électrode négative le plomb renfermé dans le vase poreux. Grâce à la plasticité et à l’élasticité de ce plomb, le foisonnement de la formation ne déforme pas l’accumulateur et ne le fatigue pas.
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- Les pôles sont constitués l’un par une extension de l’auge en plomb B, et l'autre par une lame de métal plongée dans le vase poreux suivant. La plasticité du plomb poreux lui permettrait de régler jusqu’à un certain point automatiquement la charge; lorsque l’on arrive à la fin du chargement de l’accumulateur, la pression des gaz, comprimant ce plomb et le rendant moins perméable
- Fig. i et 2. — Accumulateur Hibbett. Coupe verticale et coupe horizontale x-x.
- à l’électrolyse, en augmente en effet la résistance électrique.
- Enfin on peut augmenter très rapidement la capacité électrique de l’accumulateur en y déposant une légère couche de plomb électrolysé. A cet effet, on remplit l’accumulateur d’une dissolution faible d’acide nitrique ou acétique, et on la fait traverser, à une température assez élevée, par un fort courant allant de l’élément positif au négatif, de manière à dissoudre une partie du plomb de l'électrode positive et à le transporter sur l’élément négatif en une. couche spon-
- gieuse. Après ce dépôt, on lave l’accumulateur à l'ammoniaque et à la soudé, pour en enlever toute trace d’acide.
- f Commutateur Èvered et Hudling (1890).
- Le pont C de ce commutateur porte une cra-paudine D, isolée et pourvue en F d’une douille conductrice dans laquelle passe le tube métallique H de la fiche G, isolée de son axe 1. C’est au tube H et à l’axe I qu’aboutissent les deux fils de la fiche G. La douille F est reliée par N au pôle O du
- Fig. i à 5.— Commutateur Evered et Rudding. Coupe verticale, coupe x-x, détail de la fiche G, de l’embase D et du contact P2.
- circuit, dont l’autre pôle P aboutit, par le ressort P2, au bras Q du commutateur, manœuvré par le jeu du taquet i de l’axe I entre ses butées <7. Lorsqu’on amène, par iq, le bras Q sous le ressort P2, le courant passe par le circuit de la fiche G, et la pression du ressort q3 sur le carrelet q4 le maintient dans cette position. En outre, on est obligé, pour retirer la fiche G, d’en amener le taquet i au droit de l’encoche r de D, c'est-à-dire, de la tourner dans une position telle que le courant lui soit interrompu avant son enlevage.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- File thermo-électrique Gulcher et Pintsh (1891).
- Chacun des éléments de cette pile se compose d'une électrode positive en nickel pp(fig. 1,2 et 3) brasée d’un côté sur une pièce de cuivre cc, qui reçoit directement l’atteinte de la flamme annulaire d’un bec de Bunsen i, et soudée de l’autre, en dd, à l’électrode négative b b d’antimoine et zinc coulée entre les écrans de cuivrer et les garnitures
- Fig. 1. — Pile thermo-électrique Gulcher et Pintsh. Coupe verticale.
- d’amiante dans lesquelles sont isolées des lames de nickel.
- Des lames de cuivre/, soudées au dos des lames de nickel, accrochées aux anneaux d’ébonite/et rafraîchis par un appel d'air contribuent à abaisser par leur rayonnement la température des soudures froides d.
- La principale particularité de cette pile est que la ha'uteur des couronnes d’éléments augmente à mesure que l’on s’éloigne du bec Bunsen, de manière que leur résistance diminue à peu pré
- comme leur force électromotrice; ce qui contribue évidemment à augmenter le rendement et la puissance de la pile, dont les couronnes sont,
- Fig. 2 et 3. — Plan d'une couronne et détail d’un élément.
- comme toujours, reliées en série et séparées par des rondelles d’amiante.
- Accumulateur Ernst (1890).
- Dans cet accumulateur, l’armature des plaques est constituée par une série de tubes A ajourés en b b, et dans lesquels on tasse la matière ac-
- tive B autour de tiges D, que l’on retire ensuite. On obtientainsi des plaques très actives, à grandes surfaces et très résistantes. G. R.
- Réinvention américaine.
- Beaucoup d’électriciens nouveau-nés d’Amérique et d’ailleurs se dispensent si facilement de connaître les travaux des plus vénérables électriciens du vieux monde, qu’il n’appartient point à
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- un journal de renseigner leur candide ignorance. 11 est pourtant des cas où l’on doit au public un avertissement, Le moteur alternatif de MM. William Stanley Jr and John F. Kelly, nous en fournit l’occasion. On lit, en effet, dans la courte description qui en est donnée et qui est accom-
- J»
- Fig. 1. — Moteur Stanley et Kelly (1891).
- pagnée de la figure i que ces messieurs « ont imaginé une méthode d’interposition d’un condensateur dans le circuit du champ magnétique qui a pour effet de rapprocher la phase du courant de celle de la force électromotrice imprimée. »
- La figure montre clairement l’application du dispositif à un moteur à enroulement dérivé, où le condensateur est inséré dans le circuit du
- ' rl ?
- -n/v/WWW1—|-----
- Fig. 2. — Système Leblanc (1889).
- champ, mais elle prouve non moins clairement que la disposition est précisément celle préconisée par M. Leblanc et figurée en principe par le schéma figure 2 (!).
- Celle-ci a été plus d’une fois reproduite dans ce
- recueil, dont les lecteurs connaissent bien les travaux et les machines de M. Leblanc.
- E. R.
- Sur les variations du courant primaire dans les
- transformateurs à. circuit magnétique ouvert,
- parM. R. Shand (*)•
- Au cours d’une étude sur la distribution par courants alternatifs, M. Stanley avait énoncé le fait que les transformateurs à circuit magnétique ouvert ont l’avantage de n’offrir que des variations insensibles (20 0/0) du courant primaire, même pour des variations considérables de la charge du circuit secondaire.
- Dans l’étude comparative des deux circuits magnétiques des transformateurs, nous n’avons pas mentionné ce fait, qui est loin de correspondre à la réalité. 11 est bon toutefois de le signaler afin d’en empêcher la propagation.
- .Rappelons toutefois que le courant excitateur d’un transformateur à circuit magnétique ouvert étant beaucoup plus intense que celui d’un appareil à circuit magnétique fermé, les variations relatives du circuit primaire sont toujours plus faibles dans le premier qüe dans le second. Mais de là à rester dans les limites assignées par M. Stanley, il y a loin.
- Les essais de M. Stanley ont porté sur un transformateur dont les deux circuits, primaire et secondaire, avaient à peu près les mêmes éléments: nombre de tours, volume de cuivre, résistance. Cette particularité rendait les mesures plus faciles que si les éléments avaient été ceux d’un transformateur ordinaire.
- Le transformateur avait la forme d’une bobine de Ruhmkorfif; le diamètre extérieur était de 152 millimètres, le diamètre intérieur de 5 1 millimètres et la longueur de 178 millimètres. Un noyau de fer pouvait être placé à volonté dans l’axe de l’appareil.
- La force électromotrice primaire fut maintenue constante, à 4 0/0 près du maximum, pendant toute la durée des essais, la chute de potentiel aux bornes déterminée pour une charge de 1000 watts.
- Les résultats obtenus sont consignés dans les tableaux suivants, qui renferment les indications relatives à chaque transformateur étudié. __
- Un simple coup d’œil jeté sur ces tableaux est
- t1) Eleclrical World, 1891, p. 222.
- (*) La Lumière Electrique* t. XXXI11, p. 264.
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- 48e
- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- suffisant pour faire constater combien peu justifiée est l’assertion que les variations du circuit primaire sont toujours très faibles. Dans le tableau
- I 11 III IV V VI
- Tension Courant Puissauco Couraut Puissance lien-
- primaire primaire primairo secondaire secondaire dément
- volts ampères watts [ampères , watts OfO
- TABL .EAU I
- Transformateur sans fer. Chute de potentiel de 3,4 volts.
- IOO 52 657 — — —
- IOO 53 1631 ">3 960 59
- IOO 54 — 9,o 1564 68
- TABLEAU II
- Noyau de fils de fer de 178 mm. de longueur. Induction
- du noyau : 23 000. Chute de potentiel : 3,5 volts.
- 104 '6,5 I 10 froid — — —
- 104 16,7 339 2,2 220 65
- 104 17,2 35' 4,'4 410 7'
- 104 '9,4 '"5 IO, I 972 87
- TABLEAU 111
- Noyau de 178 mm. de longueur. Induction : 14 000
- Chute de potentiel : 3,50 volts.
- 104 '4 86 — — —
- 104 '4,4 300 2,1 210 70
- 104 '4,7 504 4U5 410 81
- 164 19,1 '334 2,2 1185 88
- TABLEAU IV
- Noyau de 330 mm. de longueur. Induction 6 300
- Chute de potentiel : 3,4 volts.
- IOO 7,3 45 — — '
- 100 8,0 330 2,9 280 84,8
- IOO '3,8 "47 11,2 1057 92
- IOO 19,1 >6 99 ‘7,0 1558 91,8
- TABLEAU V
- Noyau de 330 mm. de longueur, extrémités disposées en
- hérisson. Induction : 6300. Chute de potentiel : 3,5 volts.
- IOO 3,27 43 — — —
- IOO 3,9 142 — 97 68
- IOO 4,4 268 2,24 221 82,s
- IOO 6,7 574 5,3 318 90,2
- IOO .1,2 1079 10,3 994 92,2
- IOO 16,3 IS50 '5,3 1419 9U5
- V les variations du courant primaire s’élèvent jusqu’à 500 0/0 environ. A. P.
- Sur le transport de la force au moyen de courants alternatifs â, plusieurs phases (courants rotatoires), par M. von Dolivo-Dobrowolsky (').
- Pour déterminer la section des conducteurs poùr un courant rotatoire que nous utiliserons pour un transport de force, il est avant tout (*)
- nécessaire de nous former une idée de l’énergie transportée par les trois conducteurs; en d’autres mots, il faut répondre à la question suivante : quelle est la quantité totale de l’énergie correspondant à une tension et à un courant donnés? 11 suffit, pour commencer, de résoudre cette question par comparaison avec ce qui a lieu pour les courants alternatifs ordinaires. Nous admettrons que les appareils de consommation sont dépourvus de self-induction, c’est-à-dire qu’ils ne donnent pas lieu à un changement de phase.
- Si un changement de ce genre a lieuj les modifications en résultant seront les mêmes pour le courant rotatoire que lorsqu’il s’agit de courants alternatifs. Enfin, considérons le cas où la charge des trois branches est la même, ce qui correspond à la charge normale qu’on a considérée pour déterminer la section des conducteurs. La figure 1 nous montre une conduite à courant rotatoire, dans laquelle on a une intensité de courant 1 et une tension e. On désigne par I soit la valeur maxima, soit la valeur effective ou moyenne de l’intensité du courant, mais non l’intensité instantanée. La charge des trois circuits est ix 4 h- Comme nous l’avons déjà dit les courants sont tels que chaque courant 1 trouve son retour dans les deux autres conducteurs et que les maxima des courants se suivent à des distances de 1200.
- Le courant L est divisé en it et i%, I2 en 4 et H et ainsi de suite, la différence de phase entre 4 et 4 étant de 6o°. On a ainsi :
- I = 1,732 i.
- 11 s’ensuit de plus que les maxima du courant I ne coïncident pas avec ceux des courants i, mais que le maximum de 1 se trouve au milieu des maxima 4 et i3; le courant résultant 1 est distant de 30° des courants i.
- Avec la condition que les appareils de consommation sont dépourvus de self-induction, il n’y a pas de décalage de phase entre la tension et le courant qui en résulte : l’intensité i correspond donc à e. Par contre, il y a une différence de 30° entre e et I, parce que 1 et i ont cette différence de phase. En d’autres termes, avec des courants à trois phases il existe une différence de phase de 30° entre le courant dans l’un des conducteurs et la tension dans les deux autres. L’énergie totale est 3 i e, c’est-à-dire trois fois l’énergie dans une seule branche.
- (*) La Lumitre Electrique du 22 août 1891, p, 378.
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- En substituant à i sa valeur
- ____1__
- 2 sin 6o"’
- on trouve pour l’énergie totale l'expression
- 3 ie = 3 e
- __I____
- sin 60"
- ,712 I c.
- Ainsi, si le courant rotatoire transporte dans les trois conducteurs un courant effectif I à une tension e, l’énergie transportée sera 1,732 1 e.
- Si nous voulons transporter, avec la même tension e, la même énergie qu’avec des courants continus ou alternatifs, il faut prendre pour l’intensité effective 1,732 I. Comme, avec la même longueur de conducteur et la même perte de tension, la section doit être proportionnelle à l’intensité du courant, il s’ensuit qu’avec un courant rotatoire à trois conducteurs parcourus par des courants I étayant une section g, il faudrait avoir
- Fig. 1
- avec des courants continus ou alternatifs deux conducteurs d’une section 1,732 q.
- 11 s’ensuit que, dans les calculs des conducteurs à courants rotatoires, on peut faire approximativement le même calcul que lorsqu'il s’agit de courants à deux conducteurs et répartir ensuite la sectioa totale sur trois conducteurs au lieu de deux conducteurs et qu’on peut diminuer la section d’environ 13 ou 14 0/0. Il s’ensuit encore, d’après ce que nous avons dit sur le rapport des courants dans la conduite principale et dans les conduites d’utilisation, que pour chaque ampère dans la conduite principale (courant rotatoire), on peut utiliser 0,866 ampère dans chacun des circuits de consommation. Ou bien un ampère de courant rotatoire peut se séparer entre trois courants alternatifs de 0,866 ampère de la même tension, et un ampère de courant rotatoire avec une tension de 100 volts représente une énergie de 173,2 watts.
- Nous répétons que ceci n'est vrai que lorsque : i° la charge des trois branches est égale ; 20 lorsque la charge est sans induction et, que, 30 les
- courants sont mesurés à l’aide d’ampèremètres et de voltmètres séparés et non à l’aide de wattmè-tres. Dans ce dernier cas le produit \e sera plus petit, parce que, comme nous l'avons vu plus haut, il existe entre 1 et e une différence de phase de 30°.
- Toutes ces considérations n’influent cependant
- Fig. S
- que faiblement sur la valeur du système, parce que la première des trois conditions ne sera presque jamais réalisée dans la pratique. Comme nous l’avons montré, les courants rotatoires ne sont pas encore accouplés dans la station centrale et par suite indépendants les lins des autres, il est donc facile de régulariser et de contrôler les charges des différentes lignes.
- Pour ce qui concerne la mesure de la consommation aux endroits d’utilisation, cette mesure est très simple, parce que le couplage se trouve ordinairement rompu à cet endroit. Les lampes
- Fig, 3
- ne contiennent que deux conducteurs et les courants peuvent être mesurés à l’aide d’appareils simples ; les grands moteurs sont intercalés dans des circuits séparés dont la consommation peut être enregistrée par des voltmètres convenables. Enfin, aveç des moteurs plus petits qui sont actionnés par des courants rotatoire accouplés, il suffit d’effectuer la mesure d’un courant sans correction relativement aux inégalités éventuelles des circuits isolés.
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- Les électromoteurs sont, comme nous l’avons déjà dit, établis d’après le principe de Ferraris-Tesla, c’est-à-dire que les courants à phases multiples engendrent un champ magnétique rotatoire d'une intensité approximativement constante et que c’est dans ce champ tournant que se meut l’armature dont l’enroulement est fermé sur lui-même.
- Les moteurs diffèrent d'après ,1e but spécial que l'on se propose et d’après leur grandeur. Les petits moteurs jusqu'à 1/4 de cheval sont établis d’après le schéma de la figure 2. On a en M un aimant circulaire construit en feuilles de fer blanc et pourvu, à l’intérieur, de dents d’après le principe de Pacinotti. L'enroulement est celui de l’anneau Gramme et remplit l’espace entre les dents. La figure 3 montre le schéma de l’enroulement lorsqu’on emploie des courants rotatoires accouplés.
- L’armature consiste en un cylindre de fer mas-
- Fig. 4
- sif avec de nombreux trous parallèles à l’axe, à travers lesquels passent les fils de cuivre. La figure 4 montre la disposition de cette armature.
- Il n'est pas nécessaire de fournir du courant à cette armature et il n’est guère possible de surpasser un moteur de ce genre comme simplicité et sûreté. Cette simplicité est particulièrement appréciable pour des petits moteurs, qui sont d’ordinaire utilisés par des personnes peu au courant de l’électricité. Pour mettre ces moteurs en mouvement il suffit de fermer le courant, et on a établi à cet effet des commutateurs d’une grande simplicité (fig. 5).
- Lorsqu’il s’agit de changer la direction du mouvement, il suffit d’un commutateur simple dont la figure 6 montre le fonctionnement. Comme on le voit, ce commutateur intervertit les conducteurs 1 et 2, et par suite le courant se succède de 1,2,3* 1,2,3, C etc-» à 3» 2> i»3»2, 1,3» etc.
- Comme ce dernier arrangement est l’inverse du premier, la direction du moteur est changée. Si des moteurs de plus grande force contiennent
- plus de trois phases il faut naturellement faire un commutateur approprié.
- Les figures 7 et 8 montrent un autre genre de moteurs à courants rotatoires. Ce type possède une armature A établie d’une manière analogue à celle de la figure 4 ; le système magnétique est simplifié en ce sens que l’enroulement est sup-
- Fig. 6
- primé. Le moteur est ordinairement construit pour plus de trois phases. Ainsi le moteur indiqué dans la figure 7 est construit pour six courants ayant une différence de phase de 300, ce qui nécessite six conducteurs. Les aimants inducteurs, construits en feuilles de fer, sont reliés par des boulons B et des plaques E. Ces boulons sont en cuivre; ils sont vissés et soudés dans des plaques en bronze et ils sont séparés des autres plaques terminales par de la fibre vulcanisée ou par du caoutchouc durci. Les extrémités des boulons forment en même temps les prises du courant.
- Près du moteur se trouve un transformateur T qui est alimenté par trois courants accouplés à haute tension ; le courant arrive par trois conduc-
- teurs, l’enroulement secondaire (barres) donne un nombre double de courants à faible voltage. Ces barres S sont reliées aux boulons par des conducteurs flexibles.
- Dans ce moteur on a atteint le plus haut degré de sûreté, parce qu’il n’y a pas d’enroulement ou d’autre mécanisme qui dépende de la marche du moteur. L’économie et le rendement ne sont pas diminués par la transformation, parce qu’il est impossible d’établir de petits moteurs qui mar-
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- chent économiquement avec de hautes tensions, et d’autre part parce que l’emploi de barres au lieu dlenroulement permet une meilleure utilisation de l'espace.
- Le moteur devient plus petit et les pertes dues au cuivre et au fer (hystérésis) deviennent plus petites. Ces types de moteurs à courants rotatoires forment par leur construction simple, l’absence de danger, la sûreté dans la marche et leur facilité d’emploi, et cela avec les plus hautes tensions, un contraste remarquable avec les moteurs à courants continus.
- Lorsqu’il ne s’agit pas de construire des moteurs à très haute tension, mais des moteurs de basse tension (100 volts environ) utilisables dans la distribution de l’énergie dans les villes, il est préférable d’employer, pour des moteurs au-dessus
- Fig. 7
- d’ùn cheval, un autre type, qui évite la transformation.
- Pour l’établissement de ce troisième tÿpe on s’est efforcé principalement d’obtenir un grand rendement, parce que l’énergie est payée toujours très cher par le consommateur d’après l’indication des compteurs de watts. Comme le montre la figure 9, la disposition du type D T est l’inverse de celle du moteur de la figure 2. L’aimant M se trouve à l'intérieur et tourne, tandis que l’armature A est à l’extérieur et immobile. On a enroulé autour de l’aimant une sorte d’enroulement à tambour, ce qui diminue la longueur de fil nécessaire pour obtenir une aimantation déterminée. De plus, l’armature n’est plus massive : elle est constituée par des disques de fer ; cette armature ne travaille que par l’enroulement fermé en cuivre, au lieu de travailler, comme dans l’autre modèle, par les courants de Foucault dans le fer, lesquels courants sont difficiles à gouverner et à calculer.
- Ce type présente le léger désavantage de nécessiter des prises de courant mobiles ; mais comme ces prises sont formées d’anneaux lisses sans inter-
- ru ption, il ne se forme pas d’étincelles, et ces contacts n’exigent aucune attention. L'avantage des moteurs de ce genre, c’est queTélectro-ai-marit, avec la même section de fer et la même surface, a moins de masse et par conséquent moins d’hystérésis que les aimants qui sont dis-
- Fig 8
- posés autour de l’armature. Par contre l’hystéré-sis de l’armature ne joue aucun rôle, parce qu’il n’y a d’inversion qu’autant que le nombre de tours réel diffère du nombre de tours théorique (ce qui dépend de la période).
- Nous voyons donc que la construction de ces moteurs à courants rotatoires est très simple et que leur maniement est d’une grande facilité ; nous montrerons maintenant par quelques résultats d’expériences que leur rendement peut être comparé aux meilleurs moteurs à courants continus.
- La figure 10 indique les résultats obtenus sur un moteur de deux chevaux du type que nous
- Fig. 9
- venons de décrire en dernier lieu ; ce moteur tia-vaillait avec 70 volts et 35 périodes complètes par seconde. L’essai a été poursuivi bien au delà de la charge normale, pour montrer que ces moteurs peuvent être surchargés sans inconvénient.
- Le moteur pesait environ 165 kilogrammes ; plusieurs expériences ont constaté qu’une charge de deux chevaux ne l’échauffe que très peu après une marche continue, ce qui indique que l’on
- O O On
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- peut considérer cette charge comme la charge normale. Cette limite est satisfaisante pour ce moteur, car dans d’autres expériences on a pu le charger jusqu’au double pendant un court laps de temps.
- D’autre part, il s’est trouvé d’après la courbe du rendement (fig. 11) que cette charge ne diminue pas le rendement.
- On voit, d’après les courbes de la figure 10, que le moteur ne possède pas de propriétés synchroniques, parce que le nombre de tours est pour la marche à vide un peu au-dessous du nombre résultant des inversions de courants ; d’autre part on voit qu'entre la marche à vide et la charge maxima, le nombre de tours ne diminue que d’environ 6 0/0, quantité qui est sans impor-
- 2000 2500 3000 3500 %00Watii
- Fig. 10. — A, marche à vide; B, charge normale de deux chevaux; 1, puissance mécanique en watts (échelle 1/10); 2, nombre de tours (1/10); 3, intensité du courant dans les inducteurs; 4, intensité du courant dans l’armature (1/10); 5, perte totale dans le moteur en watts (1/10); 6, perte dans le cuivre de l’armature (1/10); 7, perte de cuivre dans les inducteurs (1/10); 8, pertes dues au frottement (1/10); 9, travail dû à l’inversion des pôles dans les inducteurs (1/10); io, travail dû à l’inversion des pôles dans l’armature (1/10).
- tance pour un moteur de deux chevaux et qui est certainement aussi considérable pour un moteur à courants continus.
- Bien que la vitessé tombe proportionnellement plus vite que la charge n’augmente, il est toutefois remarquable qu’avec une surcharge de 100 0/0 le nombre de tours reste pourtant suffisant et que ce moteur ne participe pas du tout aqx propriétés des moteurs à courants alternatifs, c’est-à-dire de s’arrêter lorsque la charge devient trop forte. Nous voyons par ces mêmes courbes que l’énergie absorbée par le moteur lui-même,
- qui est de 205 watts pour la marche à vide, est sensiblement proportionnelle au travail utile et descend même légèrement vers environ trois chevaux. Le travail utile à la poulie est donné en watts pour faciliter la comparaison avec les grandeurs électriques. Les pertes dans le moteur sont, comme dans toutes les machines électriques, de trois espèces :
- i°.Pertes dans le cuivre dans les inducteurs et dans l’armature ;
- 20 Pertes magnétiques : hystérésis et courants de Foucault ;
- 30 Pertes mécaniques : frottements dus à l’air et aux coussinets.
- On a déterminé avec soin toutes ces pertes séparément et on les a portées dans la figure 10 en fonction des watts consommés par le moteur. Nous voyons par ces courbes que la perte due au cuivre augmente assez rapidement lorsque la charge augmente ; ce sont ces pertes qui tendent à diminuer le rendement avec l’augmentation de la charge. Les pertes dues au frottement sont presque constantes. L’inclinaison de la courbe résulte principalement de la diminution du nombre de tours.
- L’hystérésis et les courants de Foucault dans le fer des inducteurs sont également presque constants. Par contre, l’hystérésis de l’armature immobile augmente constamment, parce que le nombre d’inversions dans l’armature dépend, comme nous l’avons déjà dit, du « glissement » des moteurs, c’est-à-dire de la différence entre le nombre de tours des moteurs et celui des lignes de force.
- Le rapport des watts utiles donnés par le moteur aux watts consommés donne le rendement, dont la courbe est tracée figure 11. On a porté sur l’axe des abscisses le nombre de watts fournis à la poulie ; nous voyons par cette courbe que déjà pour un cheval (moitié de la charge normale) le rendement atteint 75 0/0, qu’avec la charge normale de deux chevaux ce rendement est de 80 0/0 et que le maximum de 81,4 0/0 a lieu pour 2,4 chevaux.
- L’aspect de la courbe montre que l’emploi économique du moteur est très étendu et que des surcharges inévitables dans la pratique n’ont pas une influence appréciable sur le rendement. La comparaison de ces moteurs avec les moteurs
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- à courants continus n’est donc pas au désavantage des premiers.
- Nous ferons remarquer que ces moteurs à courants rotatoires se mettent en marche même sous de fortes charges et qu’il est donc inutile de faire des dispositions à cet effet. La mise en marche se fait simplement par la fermeture des courants (pour de petits moteurs) ou, lorsqu’on ne veut pas lancer tout d'un coup des courants de grande intensité, on peut intercaler des résistances lors de la mise en marche. A l’aide de ces résistances, on a encore la faculté de diminuer le nombre de tours lorsque cela est nécessaire. Bien que le rendement ne soit pas aussi élevé que lorsqu’il n’y a pas de résistance, il n’est pas moins vrai que cette facilité de réglage entraîne un avantage considérable sur les moteurs à courants alternatifs, dont on ne peut pas régler la marche.
- On a essayé le moteur à deux chevaux de la
- Fig. ii. — (Les lignes verticales pointillées i, 2, 3, 4 correspondent à 1, 2, 3, 4 chevaux).
- manière suivante pour constater de quelle manière il se comporte pendant la marche. On l’a couplé directement à une dynamo à courants continus dont l’armature était actionnée par un courant extérieur pour avoir une charge dès le commencement du mouvement. L'armature de la dynamo était fermée sur une résistance telle que le moteur tournant à pleine vitesse avait le double de sa charge normale.
- Le renversement du mouvement du moteur accouplé à la dynamo prenait dans ces conditions environ quatre secondes. Si le moteur est complètement déchargé et travaille seul, la mise en route (sans résistance auxiliaire) est presque instantanée et se fait sans bruit ; d’ailleurs on ne peut entendre le moteur en marche que lorsqu’on est tout près.
- Pour terminer, nous insisterons encore sur certains avantages des moteurs à courant rotatoire par rapport aux moteurs à courants alternatifs. Ces moteurs ne présentent, notamment lorsqu’ils-sont chargés, qu'un faible décalage du courant par
- rapport à la tension, de sorte que le rapport des watts dépensés et des watts fictifs est presque égal à l’unité ; il n’est donc pas nécessaire de prendre des conducteurs plus forts que lorsqu’il s’agit de courants continus.
- D’après la courbe du magnétisme (fig. 10) qui se rapporte à l’un des trois courants dans le moteur et d’après la tension il résulte que les watts fictifs ont une valeur de
- 3 (70 V X 9,9 A) = 2079 watts.
- La consommation réelle est, d’après la courbe, de 1830 watts, ce qui donne un rapport de 0,88. Avec des charges plus considérables, cette proportion est encore plus favorable. Le décalage de phase entre le courant et la tension, qui est de 720 à vide, est de 28° avec deux chevaux et de 220 pour trois chevaux. On ne peut pas dire d'avance si cette proportion est plus avantageuse pour des moteurs plus grands, parce qu’on n’a pas encore effectué les mesures nécessaires.
- D’après ce qui précède, on voit que le courant rotatoire est remarquable comme moyen de transport de force ; notre but n’a été que de donner un aperçu général du système, sans entrer dans des détails qui ne sont pas encore assez éclaircis et que l’auteur se réserve de développer ultérieurement. 11 espère que le transport de force de Lauffen-Francfort lui donnera l’occasion de montrer pratiquement son système à un grand nombre d’électriciens. C. B.
- Compteur électrolytique Tesla (b.
- L’auteur se propose dans ce nouvel appareil d’éviter la manipulation et la pesée des électrodes, indispensables dans la plupart des instruments électrolytiques; il dispose à cet effet, dans une cuve électrolytique, deux conducteurs parallèlement l’un à l’autre. Ces conducteurs, reliés en série avec une résistance interposée, sont placés de telle sorte qu’il y ait entre eux sur toute leur longueur une égale différence de potentiel. Lorsqu’un courant les traverse, cette différence est proportionnelle à l’intensité du courant et il se produit ainsi une dérivation d'un conducteur à l’autre dans la cuve.
- Le courant dérivé varie avec le courant qui traverse les conducteurs; sa densité est uniforme dans la solution dans tout l’intervalle des deux
- (i) Elcctrical Eugineer de New-Vork.
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- conducteurs et le transport de métal est également uniforme d’un conducteur à l’autre. La résistance de l’un diminue ainsi tandis que celle de l'autre augmente et cette variation, fonction de l'intensité du courant qui les traverse, permet d’évaluer celle-ci.
- Les diagrammes (fig 1 et 2) montre les liaisons
- Fig. 1
- du compteur'dans deux genres différents d’installation.
- Sur la figure 1, G désigne une génératrice à courant continu, reliée par les fils L L au compteur et aux lampes T. Les deux conducteurs C et C sont fixés dans un tube de verre A contenant l’électrolyte et fermé par des bouchons isolants B B; la résistance R est interposée en série
- AWi/WWWWVWWVWV-
- •o—
- Fig. a
- entre les deux conducteurs et complète ainsi le compteur.
- On saisira facilement le mode d’emploi et de mesure de l’appareil. On mesure d’abord soigneusement la résistance respective des deux conducteurs C et C'; on fait ensuite passer pendant un temps connu un courant d’intensité donnée, puis on mesure la variation de résistance de chaque conducteur et l’on obtient ainsi la constante de
- l'instrument, soit, par exemple, l’augmentation ou la diminution de résistance d’un conducteur par lampe-heure; les deux mesures se contrôlent puisque la perte de l’un doit égaler le gain de l’autre conducteur.
- Après chaque mesure de variation de résistance des conducteurs, la direction du courant devra être renversée de façon que le transport s’effectue ensuite en sens contraire et que les conducteurs gagnent et perdent alternativement en pbids. La pesée et la manipulation des électrodes ést donc évitée par ce procédé et il suffit de mesurer les résistances pour évaluer la dépense de courant.
- La figure 2 représente une disposition différente de l’appareil où les conducteurs C ët C' sont reliés en quantité, le courant passant d'un côté dans une résistance R' et dans le conducteur C et de l’autre dans le conducteur C' et dans Ufie résistance R"; les résistances de R et R' étant égales ainsi que celles des conducteurs Cet C, le dispositif fournit encore une différence de potentiel constante sur toute la longueur des conducteurs C et C'.
- Avec ce genre de compteur on peut mesurer directement le courant fourni en lui faisant traverser l’appareil en totalité.
- E. R,
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d'éclairage artificiel, par N. TesJ^, Ç).
- Pour mieux étudier la question, j’ai fait l’expérience avec des potentiels extrêmement élevés et de basses fréquences; j’ai observé alors en approchant la main de l’ampoule — tandis que le; filament communiquait à un pôle de la bobine — qu’on sentait une vibration puissante due,à ['attraction et à la répulsion des molécules d’aif éjec-trisées par induction au travers du verre* Dfins certains cas, lorsque l’action est très interjse, j’ai pu entendre un son qui doit provenir delà même cause.
- (fi La Lumière Electrique du 29 août 1891, p.430.
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- . Quand les alternances sont lentes, on peut recevoir de l’ampoule un choc très violent. En général, lorsqu’on relie à un pôle de la bobine des ampoules ou des objets d’une certaine dimension, jl faut prendre garde à l’élévation du potentiel, car il peut arriver qu’il s’élève à plusieurs fois sa valeur initiale.
- Quand des lampes sont reliées aux pôles, comme le représente la figure 24, la capacité des ampoules peut être telle qu’elle donne le maximum d’élévation de potentiel dans les conditions existantes; on peut obtenir de cette façon le potentiel nécessaire avec moins de tours de fil.
- La durée des lampes décrites ci-dessus dépend naturellement beaucoup du degré de vide, mais jusqu’à un .certain point aussi de la forme des blocs en matière réfractaire. Théoriquement, il semblerait qu’une petite sphère de charbon ren-
- Fig. 24. — Incandescence de lampes à un seul, filament.
- fermée dans une sphère en verre n’éprouverait pas de détérioration par le bombardement moléculaire, car la matière étant radiante dans le globe, les molécules iraient en ligne droite et frapperaient rarement le charbon obliquement. Une idée intéressante relative à ces lampes, c’est qu’à l’intérieur Y électricité et l’énergie électrique doivent apparemment s’y mouvoir dans la même direction.
- L’emploi dés courants alternatifs de très haute fréquence rend possible de transférer par induction électrostatique ou électromagnétique, au travers du verre d'une lampe, une énergie suffisante pour porter un filament à l’incandescence et permet de se passer de fils de communication. On a déjà proposé des lampes semblables, mais on n’a pu s’en servir avantageusement, faute d’appareils convenables. J’ai construit d’après ce principe et expérimenté plusieurs formes de lampes avec filaments continus et interrompus. Quand on emploie un circuit secondaire renfermé dans la
- lampe, il est avantageux d’y adjoindre un condensateur.
- Quand le transfert a lieu par induction électrostatique, avec les fréquences que permettent les machines, les potentiels sont naturellement fort élevés. Par exemple, avec une surface condensante de quarante centimètres carrés (qui n’est point en aucune façon impraticable), un verre de bonne qualité d’un millimètre d’épaisseur, et un courant alternatif de vingt mille périodes par seconde, le potentiel nécessaire est d’environ 9000 volts. Ce potentiel peut paraître élevé, mais chaque lampe étant comprise dans le circuit secondaire d’un transformateur de très faibles dimensions, il n’y a point d’inconvénient ni de danger non plus. Les transformateurs seront de préférence en série ; la régulation n’offrira pas de difficulté, car il est facile de maintenir constants des courants de pareille fréquence.
- Fig. 25. — Lampe à deux blocs de matière réfractaire, avec doubles armures internes et externes.
- Les figures ci-jointes représentent quelques lampes de ce type.
- La figure 25 montre une lampe à filament interrompu, et les figures 26 A et 26 B une lampe à filament unique avec armatures externes et internes. J’ai fait aussi des lampes à doubles armatures externes et internes reliées par un fil continu, et je les ai alimentées par des courants d’énorme fréquence provenant de la décharge disruptive d’un condensateur.
- La décharge disruptive d’un condensateur convient tout à fait pour les lampes sans connexions électriques extérieures, alimentées par induction électromagnétique; les effets d’induction électromagnétique étant très élevés, j’ai pu produire l’incandescence avec quelques tours de fil seulement. On peut aussi produire de cette façon l’incandescence d’un filament en anneau.
- En laissant de côté la praticabilité de ces lampes, je veux dire seulement qu’elles possèdent une belle et désirable propriété, celle de pouvoir j éclairer à volonté plus ou moins en modifiant la
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- situation relative des armatures interne et externe ou des circuits inducteur et induit.
- Lorsqu’une lampe éclaire en étant reliée à un seul pôle de la source, on peut améliorer la disposition en munissant l'ampoule d’une armature condensante qui serve en même temps de réflecteur et qu’on rattache à un corps d’une certaine dimension.
- Des lampes de ce genre sont représentées figures 27 et 28, et la figure 29 indique le plan des connexions. L’éclat de la lampe peut dans ce cas être réglé dans de larges limites en changeant la dimension de la plaque métallique reliée à l’armure.
- 11 est praticable également d’éclairer avec les
- Fig. 36 A et B. — Lampe à un seul filament avec armatures interne et externe.
- lampes à liaisons extérieures représentées figures 21 et 22 en les reliant à un seul pôle de la source, tandis que l’autre pôle est relié à un corps d’une certaine dimension. Dans tous les cas, le corps solé sert à dissiper l'énergie vers l’espace ambiant et équivaut à un fil de retour. Naturellement, dans les deux derniers cas indiqués, au lieu de rattacher les fils à un corps isolé, ils peuvent être mis à la terre.
- Les expériences qui paraîtront les plus suggestives et les plus intéressantes au chercheur sont probablement celles faites avec les tubes raréfiés. Cômme on peut le prévoir, une source à potentiel aussi rapidement alternatif est capable d’alimenter les tubes à une distance considérable et les effets lumineux produits sont remarquables.
- Au cours de mes recherches, j’ai essayé d’alimenter par induction électromagnétique des tubes sans électrodes, en faisant du tube le circuit secondaire de l’appareil d’induction et en faisant passer dans le fil primaire la décharge d’une bouteille de Leyde (!). Ces tubes ont été faits de diverses formes et j’ai pu obtenir des effets lumineux que j’ai attribués d’abord entièrement à l’induction électromagnétique. Mais en étudiant davantage les phénomènes, j'ai trouvé que les effets produits sont plutôt de nature électrostatique.
- On peut attribuer le fait à cette circonstance que ce mode d’excitation des tubes est très désavantageux, car le circuit primaire étant fermé, le potentiel, et par suite l’effet d’induction électrostatique, est beaucoup diminué. Quand on se sert
- Fig. 27. — Lampe à un seul filament avec liaison extérieure et armature externe.
- Fig. 28.— Lampe à un seul filament avec armatures externe et interne et à armature auxiliaire.
- d’une bobine d’induction de la façon qu’on vient de dire, il n’y a pas de doute que les tubes sont animés par induction électrostatique et que l’induction électromagnétique n’a que peu ou pas de part au phénomène.
- Ceci est évident d’après plusieurs expériences. Par exemple, si, tenant à la main un tube, l'observateur est près de la bobine, ce tube s’illumine et demeure ainsi quelle que soit la position du corps de l’observateur. Si l’action était électromagnétique, le tube ne s’illuminerait pas quand le corps de l’observateur est interposé, ou du moins sa lumière diminuerait sensiblement. Quand on tient le tube exactement vis-à-vis du centre d’une bobine enroulée en deux sections symétrique- (*)
- (*) La Lumière Electrique, 25 juillet, t. XLI, p. 183.
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- ment placées relativement au circuit primaire, il peut rester complètement obscur, tandis qu’on le rend fortement lumineux en le déplaçant à droite ou à gauche du centre de la bobine. Il ne s’éclaire pas au milieu, parce que les deux moitiés de la bobine se neutralisent et que le potentiel électrique est nul.
- Si l’action était électromagnétique, le tube s’illuminerait mieux dans le plan passant par le centre de la bobine, puisque l’effet électromagnétique serait maximum. Quand on établit un arc entre les bornes, les tubes et les lampes s’éteignent dans le voisinage de la bobine, mais elles se rallument quand l’arc est interrompu et que le potentiel se relève ; dans les deux cas encore, l’effet électromagnétique serait pratiquement le même.
- En plaçant le tube contre un pôle à une certaine distance de la bobine, et de préférence sur
- Fig. 29. — Augmentation d’éclat d’une lampe à un seul filament.
- un point dans l’axe, on peut l’éclairer en touchant l’autre pôle avec un corps isolé, ou d’une certaine dimension, ou avec la main, en élevant ainsi le potentiel du pôle le plus voisin du tube. Si l’on rapproche le tube de la bobine et qu’il soit illuminé par l’action du pôle voisin, on peut l’éteindre en plaçant au voisinage, sur un support isolé, le bout d’un fil relié à l’autre pôle, car on contrarie ainsi l’action du premier pôle. Ces effets sont évidemment électrostatiques. De même, avec un tube placé à une distance considérable de la bobine, l’observateur se tenant sur un support isolant peut l’illuminer en approchant la main, ou même seulement en s’en approchant. Ceci serait impossible avec l’induction électromagnétique, car le corps de l’observateur agirait comme un écran.
- Quand la bobine est actionnée par des courants excessivement faibles, l’expérimentateur peut, en touchant un pôle seulement de la bobine, éteindre le tube, et le rallumer en s'éloignant et laissant un petit arc se former. Ceci est dû clairement
- à l’abaissement et à l’élévation successive du potentiel au pôle. Dans la dernière expérience, où le tube s’illumine avec un petit arc, il peut s’éteindre quand l’arc se rompt, car l’effet d’induction électrostatique seul est trop faible, bien que le potentiel soit beaucoup plus élevé; quand l’arc est établi, l’électrisation du bout du tube est beaucoup plus forte et celui-ci s’illumine.
- Si un tube est illuminé en le tenant à la main près de la bobine par le bout opposé, on peut, en prenant par l’autre main un point quelconque, rendre obscur l’espace compris entre les mains, et l’on peut produire cet effet curieux de retirer la lumière du tube en passant la main dessus et en l’éloignant en même temps tout doucement de la bobine de façon que la distance soit telle ensuite qu’il reste obscur.
- Avec un enroulement primaire placé par côté, comme sur la figure 17 B, par exemple, si l’on introduit un tube vide dans l’espace libre de l’autre côté, il s’allume fortement à cause de l’action condensante, et dans cette situation les stries sont nettement limitées. Dans toutes les expériences décrites et, dans beaucoup d’autres, l’action est clairement électrostatique.
- L’effet des écrans prouve aussi la nature électrostatique du phénomème et indique quelque chose sur le mode d’électrisation de l’air. Par exemple, avec un tübe placé dans la direction de l’axe de la bobine, une plaque métallique interposée augmente généralement l’éclat du tube et peut déterminer son illumination s’il est d’abord trop éloigné de la bobine.
- La grandeur de l’effet produit dépend jusqu’à un certain point de la grandeur de la plaque. Mais lorsque la plaque communique à la terre par un fil, son effet est toujours d’éteindre le tube, si près qu’il soit de la bobine. En général, l’interposition d’un corps entre la bobine et un tube accroît ou diminue son éclat suivant qu’il augmente ou diminue son électrisation. Quand la plaque métallique est isolée, on ne peut jamais la prendre trop grande ; autrement elle produit généralement un affaiblissement, en raison de la facilité qu’elle offre pour dissiper l’énergie. Quand c’est une plaque d'ébonite ou d’un autre isolant qu’on interpose entre la bobine et le tube, celui-ci peut s’éteindre. L’interposition du diélectrique n'accroît que légèrement dans ce cas l’effet inducteur, mais diminue considérablement l’électrisation de l’air.
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- Ainsi, dans tous les cas, quand la lumière est produite dans des tubes raréfiés par une bobine, l’effet est dû au potentiel électrostatique rapidement variable, et de plus on doit l’attribuer à la variation harmonique engendrée directement, par la machine et non;à quelque vibration harmonique additionnelle qu^on pourrait imaginer. Des vibrations harmoniques sont impossibles avec une machine à courant alternatif.
- Quand un ressort est alternativement tendu et détendu, il ne peut effectuer de vibrations indépendantes ; pour celles-ci une détente brusque est nécessaire. De même pour le courant alternatif d’une machine dynamo ; le milieu est comprimé et détendu harmoniquement et il n’y a qu’une sorte d’ondes ; un contact ou une rupture sou-
- daines, ou un passage brusque par le diélectrique, comme dans la décharge disruptive de la bouteille de Leyde, sont essentiels pour qu’il y ait production d’ondes harmoniques supérieures.
- Dans toutes les dernières expériences décrites on peut se servir de tubes sans électrodes, et il n’y a pas de difficulté à obtenir ainsi assez de lumière pour lire. L’effet lumineux s’accroît pourtant considérablement quand on emploie des corps phosphorescents comme l’yttria (oxyde d'yttrium), le verre d’urane, etc., etc. On trouve une difficulté à se servir de matière phosphorescente, car avec ces puissants effets elle est graduellement transportée et il est bon de l’employer sous forme solide.
- Fig. 30. — Méthode idéale d’éclairage. Tubes sans électrodes illuminés dans un champ électrostatique alternatif.
- Au lieu de recourir à l’induction à distance pour éclairer le tube on peut le munir d’une armature condensante externe et le suspendre à un conducteur relié à un pôle de la bobine; on peut réaliser ainsi un certain éclairage.
- Le mode idéal d’éclairage d’une pièce serait pourtant d’y réaliser un tel état que l’appareil éclairant pût y être déplacé et mis n’importe où et qu’il restât allumé partout sans avoir nulle part de liaisons électriques. J’ai pu produire un pareil état dans une chambre en créant un champ électrostatique rapidement alternatif et puissant. A cet effet, je suspends une feuille métallique à une certaine distance du plafond sur des cordes isolantes et je la relie à l’un des pôles de la bobine d’induction, l’autre étant de préférence relié à la terre. Ou bien encore je suspends, comme l’indique la figure 30 deux feuilles reliées chacune à un pôle de la bobine, et de dimensions soigneusement déterminées. On peut alors porter à la
- main un tube raréfié dans l’intervalle et à une distance quelconque des feuilles: il est partout illuminé.
- Dans un pareil champ électrostatique on peut observer des faits intéressants, surtout si on laisse la fréquence basse et le potentiel excessivement élevé. En sus des phénomènes lumineux indiqués, on peut observer qu’un corps conducteur isolé donne quand on approche la main ou un autre objet des étincelles, qui souvent sont fortes. Quand un grand objet conducteur est fixé à un support isolant et qu’on en approche la main, on sent une vibration due au mouvement rythmique des molécules d’air et on peut apercevoir des traits lumineux quand on approche la main d’une saillie. Quand on fait toucher par une de ses bornes un téléphone récepteur à un corps isolé d’une certaine grandeur, il émet un son grave; il émet également un son si l’on attache à l’une de ses bornes (un fil de quelque longueur et dans un champ
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- très intense on peut même percevoir un spn sans attacher aucun fil.
- L'avenir dira jusqu’où ce principe est susceptible d’applications pratiques. On pourrait croire que les effets électrostatiques ne conviennent point pour une action à pareille distance, et que les effets d’induction électromagnétique, s’ils conviennent pour produire la lumière, seraient plus appropriés. 11 est vrai que les effets électrostatiques diminuent presque suivant le cube de la distance, tandis que les effets d’induction électromagnétique diminuent suivant la simple distance. Mais quand on établit un champ de force électrostatique, les conditions sont très différentes, car au lieu de l’action différentielle des deux pôles on a leur effet réuni.
- Je voudrais appeler l’attention sur ce fait que dans un champ électrostatique alternatif un conducteur comme, par exemple, un tube raréfié tend à absorber beaucoup d’énergie, tandis que dans un champ électromagnétique il n’en absorbe que fort peu, les ondes étant réfléchies presque sans perte; c’est l’une des raisons qui rendent difficije d’exciter un tube à distance par induction électromagnétique.
- J'ai enroulé une bobine de grand diamètre et de beaucoup de spires et j’ai relié à ses pôles un tube de Geissler dans le but de l’actionner à distance; mais je n’ai pu le faire qu’à de faibles distances, même avec les plus puissants effets inducteurs produits par la décharge d’une bouteille de Leyde. J’ai aussi constaté que les plus puissantes décharges d’une bouteille de Leyde ne provoquent que de faibles effets lumineux dans un tube raréfié fermé, et après examen j’ai dû reconnaître que ces effets mêmes sont de nature électrostatique.
- Comment alors peut-on espérer produire à distance l’effet voulu par induction électromagnétique, alors qu’au voisinage immédiat de la source et dans les conditions les plus avantageuses on ne peut produire qu’une faible lueur? 11 est vrai qu’en agissant à distance on a pour aide la résonance. On peut relier le tube raréfié ou l’appareil éclairant, n’importe lequel, à un corps isolé de capacité convenable et augmenter ainsi les effets qualitativement, mais seulement ainsi, car il n’y aura pas plus d’énergie transmise à l’appareil; on peut ainsi, par résonance, obtenir dans un tube raréfié la force électromotrice nécessaire et pro* duire de faibles effets lumineux, mais on ne peut
- avoir assez d’énergie pour une lumière utilisable, et un simple calcul fondé sur les résultats d’expériences montre que même si toute l’énergie qu’un tube recevrait à distance était convertie en lumière, elle suffirait à peine aux nécessités pratiques. D’où la nécessité de diriger l’énergie par un circuit conducteur jusqu’au lieu de transformation. Mais en agissant ainsi on ne peut guère s’écarter des méthodes actuelles et on ne peut que perfectionner les appareils.
- Il semble, d’après ces considérations, que le mode idéal d’éclairage indiqué ne pourra devenir pratique qu'en utilisant les effets électrostatiques. En pareil cas, il est besoin des effets d’induction électrostatique les plus puissants; les appareils employés devront produire des potentiels électro". statiques élevés changeant de valeur avec une extrême rapidité. 11 faut surtout de hautes fréquen-
- Fig. 31. — Diagrammes des connexions pour passer de haute en basse tension par décharge disruptive.
- ces, car les considérations pratiques font désirer de laisser le potentiel assez bas.
- En se servant de machines, et en général d’appareils mécaniques, on ne peut atteindre que de faibles fréquences; il faut donc recourir à d’autres procédés. La décharge du condensateur donne le moyen d’obtenir des fréquences bien supérieures à celles obtenues mécaniquement, et par suite je me suis servi dans ce but de'condensateurs dans mes expériences.
- Quand les bornes d’une bobine d’induction communiquent avec une bouteille de Leyde (fig. 31) et que la décharge disruptive de celle-ci passe dans un circuit, on peut considérer l’arc de décharge comme une source de courant alternatif et le regarder comme un système ordinaire engendrant un tel courant dans un circuit en dérivation sur un condensateur.
- Le condensateur, dans ce cas, est un véritable : transformateur et la fréquence étant excessive on peut obtenir presque tous les rapports d’intensités de courant dans les deux dérivations. En réalité, l’analogie n’est pas complète, car avec la décharge disruptive on a d’ordinaire une première variation
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- instantanée de fréqaence relativement basse et une vibration harmonique supérieure, et les lois qui régissent le passage du courant ne sont pas lès mêmes pour toutes deux.
- E. R.
- (A suivre.)
- Quelques remarques sur l’électrolyse, par M. J. Swinburne t,1).
- Soit une pile fermée sur un circuit extérieur vis-à-vis duquel sa résistance entière est négligeable. En passant d’un pôle à l’autre, un coulomb produit un travail proportionnel à la différence de potentiel entre les pôles E; c’est là une simple définition. Le travail reçu par le coulomb quand il traverse la pile pour, reprendre sa position primitive est égal au travail qu’il produit en passant dans la résistance intérieure.
- . Ce travail fourni au coulomb peut être emprunté à de l’énergie chimique ou à la chaleur. Appelons/) et n les pôles de la pile, le pôle positif étant par exemple du platine, et le pôle négatif un métal tel que le zinc, et supposons que l’électrolyte soit un fluide homogène. Soit N' le travail chimique fourni au coulomb quand il passe de n dans l’électrolyte, N la chaleur absorbée. Nous aurons, en désignant par les lettres P' et P les mêmes quantités relatives au pôle positif :
- E = P' + N' + P + N.
- Supposons d’abord que le travail chimique ne dépende pas de la température. Admettons que la pile met en liberté un coulomb à une température 0!, et produise un travail Eôi joules, Eoi étant la force électromotrice à cette température. Echauf-fons-la alors à une température 0 et considérons-là comme un élément secondaire portant une charge de i coulomb. Le travail produit est
- , = N'0+P'0 + Nb + P6
- Le travail chimique E,(e 0-f-E/Jc 0 est commun aux deux opérations. Si Eo était égal à Eoi on aurait
- No1 + p01+N
- + p«
- ?
- X1) Pbilosopbical Magazine, juillet 1891.
- Mais en ramenant la pile à la température 0! on a un travail utilisable
- H-(no+ p.)î
- on aurait donc le mouvement perpétuel. Eo ne peut donc être égal à Eoi et on a
- B-N' + P' + IJV
- C’est la formule de Helmholtz. 11 est facile de généraliser et de démontrer la formule dans le cas où le travail chimique dépend de la température. On passe ensuite au cas où la pile est à deux liquides.
- Dans une pile réversible, il se produit parmi les changements chimiques des actions secondaires; par exemple, dans la pile de Daniell, supposons que la conversion du zinc en oxyde soit une action primaire, et la conversion de l’oxyde de zinc en sulfate sera une action secondaire sans utilité. 11 se dégagera de la chaleur et la transformation de l’oxyde en sulfate ne se manifestera pas comme travail électrique externe. En faisant passer un courant dans la pile, la force électromotrice au contact tendra seulement à vaincre l’attraction du zinc par l’oxygène et non par S O4. 11 en résulte que la pile ne sera pas réversible. Toute action secondaire ou inutile dans la pile signifie donc qu’il n’y aura pas de réversibilité. Si la chaleur de dissolution n’est pas active, la pile n’est pas réversible.
- L’auteur a soutenu depuis longtemps que non seulement il y a du sulfate de plomb formé sur les deux lames d’une batterie secondaire, mais que sa formation est la cause de l’action de l’accumulateur et non une réaction secondaire, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de formation intermédiaire de PbO. On a objecté souvent qu’il se forme sur les deux électrodes; l’action résultante est nulle, par analogie avec le Daniell, où c’est la différence des chaleurs de formation des deux sulfates qui intervient. 11 faut remarquer que dans cette dernière pile nous avons production d’un des sulfates et décomposition de l’autre, tandis que dans les accumulateurs, il y a formation de sulfate des deux côtés. L’auteur discute ensuite la question du siège de la force électromotrice et de la dépense de l’énergie et il conclut qu’on ne peut pas, dans tous les cas, dire en quel point du circuit l’énergie est dépensée. C. R.
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- Sur la mesure de la résistance intérieure des piles.
- Cette question a fait récemment l’objet d’une communication de M. Uppenborn (*) à la Société électrotechnique de Berlin, communication suivie de remarques diverses de M. de Waltenho-fen (2), à Vienne et de M. Frœlich (3), à Berlin.
- La mesure de la résistance intérieure des piles et accumulateurs est, comme chacun sait, très difficile, si l’on veut obtenir des résultats offrant des garanties suffisantes d’exactitude. 11 convient en particulier d’effectuer ces mesures pendant que la pile travaille normalement, ce qui n’est pas
- flui7 OC 06 01 '
- Fig. 1
- possible avec les méthodes classiques. La méthode de Boccali que nous avons signalée dernièrement permet de lever la difficulté, mais on peut aussi résoudre le problème d’une autre manière.
- Remarquons d’abord que les pages consacrées dans tous les traités classiques à l’étude du groupement des piles en vue d’obtenir un rendement maximum n’ont pas l’importance qu'on leur donne souvent. Le seul avantage de ces calculs c’est qu’ils permettent d’obtenir avec une pile donnée le courant maximum sur une résistance extérieure connue. Mais la règle classique que la meilleure disposition des piles est celle pour laquelle la résistance intérieure est égale à la résistance extérieure ne sert absolument pas en pratique. Car, dans la réalité, on dispose des appareils de façon à remplir un but déterminé et on cherche à y arriver le plus simplement et le plus
- (*) Elektrotechnischc Zeitschrift, p. 157, 1801. (5) — — P- 243, 1891.
- (’) — — p. 370. 1891.
- économiquement possible. 11 faut tenir compte, en effet, du rendement et il est facile de voir que le rendement est défectueux lorsqu’on observe la règle ci-dessus.
- M. Uppenborn estime que la résistance extérieure doit être égale au double de la résistance intérieure pour obtenir des résultats pratiques satisfaisants tant qu’il s’agit du rendement.
- D’ailleurs, ces règles n’ont plus leur raison d’être. Actuellement, on connaît, dans chaque cas particulier, le nombre de watts dont on a besoin et on choisit d’après cela et d’après les éléments des appareils le nombre de volts et d'ampères avec lesquels on veut travailler.
- En outre, elles supposent que les piles jouissent de propriétés qu’elles ne possèdent absolument pas. La résistance intérieure et la force électromo-
- trice d’une pile ne sont pas des éléments invariables; leurs variations sont très considérables et dépendent des conditions dans lesquelles la pile travaille.
- On sait depuis longtemps que la force électromotrice d’une pile varie non seulement avec le temps, mais avec l’intensité du courant qu’elle fournit. Ce courant produit la polarisation des électrodes, qui est d'autant plus considérable que le courant est plus intense; la force électromotrice de polarisation diminue d’autant la force électromotrice de l’élément.
- Ce qui est moins connu, c’est la variation de la résistance intérieure d’une pile avec l’intensité du courant. Déjà en 1885 M. Uppenborn a constaté ce fait sur une pile zinc-fer. La figure 1 montre les variations de la résistance intérieure de cet élément avec l’intensité du courant. La résistance intérieure a baissé de 20 o/o pour une augmentation de courant de 5 à 30 ampères.
- On ne peut pas attribuer ces variations dé résistance à des variations de température, car la capacité calorique de l’élément était trop grande
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- pour que le passage du courant pût produire une quantité de chaleur suffisante pour expliquer l’effet constaté. En outre, cette diminution de résistance cessait avec la cause qui l’avait produite, c’est-à-dire avec l’augmentation de l’intensité du courant de décharge.
- La courbe montre que la résistance de l’élémeni étudié par M. Uppenborn aurait été de 2,9 ohms environ à circuit ouvert, c’est-à-dire pour un courant d’intensité nulle.
- C’est pourquoi le procédé qui consiste à déterminer la résistance intérieure d’une pile à l’aide des éléments E, e, i donne des résultats qui dépendent de l’intensité du courant de décharge et qui ne sont pas utilisables dans tous les cas.
- La figure 2 montre la dépendance qui existe entre les divers éléments d’une pile fermée sur une résistance donnée R.
- Désignons par :
- R la résistance du circuit extérieur, r — de la pile,
- E la force électromotrice de la pile, e la différence de potentiel aux bornes, i l’intensité du courant.
- De la figure résulte directement la relation
- __r__ R
- E — e e’
- d’où
- Admettons que la résistance intérieure d’une pile soit constante, mais que cette pile présente une polarisation p lorsqu’on ferme le circuit sur la résistance R.
- Pour que la relation précédente soit encore exacte, il faut ou bien augmenter la force électro-motrice E de la quantité p, ou bien augmenter la résistance intérieure de la quantité p. La première méthode correspond à la réalité, tandis que la seconde donne pour la résistance intérieure une valeur trop considérable de la quantité p; la résistance intérieure ainsi mesurée est donc d’autant moins conforme à la réalité que la polarisation est plus considérable.
- Par exemple, dans un élément Leclanché de 0,2 ohm de résistance intérieure, la polarisation est de 0,55 et 0,79 volt, c’est-à-dire de 37 et 58 0/0 lorsqu’on le ferme sur un circuit de 5 et de 10 ohms. La force électromotrice étant de 1,47 volt, on obtient un résultat dont l'erreur peut atteindre une valeur élevée. Beaucoup de méthodes pour la mesure de la résistance intérieure des piles sont basées sur ce principe, et ne peuvent donc donner des résultats satisfaisants.
- L’exemple suivant suffit à montrer l’exactitude de ce qui précède.
- Un petit élément au chlorure d’argent fut fermé sur plusieurs résistances extérieures différentes et la différence de potentiel aux bornes mesurée immédiatement avant et après la fermeture du circuit, à l’aide d’un galvanomètre à miroir de 100000 ohms et d’une sensibilité de 0,001 volt environ.
- On constata une augmentation de la différence de potentiel aux bornes avec la durée de la fermeture du circuit, tandis que c’est généralement l’inverse qui a lieu.
- Les valeurs obtenues pour la résistance intérieure, calculée à l’aide de la valeur initiale et de la valeur finale de e, sont données séparément dans le tableau suivant.
- Différence de potentiel aux bornes Intensité du courant Résistance
- Force Résistance
- électromotrice extérieure ^ 'v — ~ A ' '
- initiale finale initiale finale initiale finale
- 1,01 volt. 500 ohms. 0,866 volt. 0,965 volt. 0,00173 amp. o,ooiQ3 amp. 80 ohms. 20,8 ohms.
- 1,01 — IOO 0,875 — 0,940 — 0,00875 — 0,0094b — '4,9 — 7,45 —
- 1,00 — 10 — 0,628 — 0,853 — 0,0628 — 0,0853 — 5,9 “ ',75 —
- 1,00 — 4,3 — 0,746 — 0,767 — 0,174 — 0,178 — ',44 — .,28 -
- I ,00 — \ o,9'— °> >73 — 0,190 — ~ 4,37 —
- Les valeurs qui précèdent montrent comment la 1 avec la résistance du circuit extérieur pour passer résistance intérieure calculée diminue rapidement I par un minimum de 1,4 ohm environ correspon-
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- dant à un courant de 0,17 ampère. Ce minimum est produit par la polarisation très considérable par suite des faibles dimensions de l’élément.
- La résistance directe, mesurée à l’aide de courants alternatifs par la méthode de Kohlrausch et sur un courant moyen, s'élevait â 0,52 ohm seulement.
- M. Uppenborn résume donc ce qui précède en disant que la résistance intérieure réelle d’une pile est une fonction de l’intensité du courant et que la mesure de cet élément, même par une méthode rigoureuse, n'a aucune valeur scientifique, si l'on n’exprime pas cette résistance comme fonction de l’intensité du courant.
- Fig. 3
- La suppression de la polarisation dans la mesure des résistances a lieu de la manière la plus simple à l’aide de la méthode de Kohlrausch, qui est basée, comme on le sait, sur l’emploi des courants alternatifs et du téléphone. Mais cette méthode ne permet pas de faire varier à volonté l’intensité du courant, car le pont de Wheatstone ne peut guère supporter des courants très intenses.
- M. Uppenborn a imaginé une méthode qui permet de remédier aux inconvénients de celle de Kohlrausch. La disposition lui en a été suggérée par celle que MM. Paalzow et Rubens ont utilisée dans leurs mesures avec le dynamo-bolomètre.
- On divise la batterie à étudier en quatre parties égales; on prend donc un nombre total d'éléments divisible par 4 et on place ces quatre parties dans les quatre branches d’un pont de Wheatstone (fig. 3). Les éléments ayant des forces électromotrices égales, la fermeture du pont entre G et D ne modifie pas l’intensité du courant de décharge qui passe dans le circuit de A à B.
- La mesure de la résistance intérieure s’effectue
- «
- à l’aide des courants alternatifs fournis par la bobine d’induction J; il n’y a aucune chute de potentiel alternatif entre A et B, puisque les branches CAD et CBD sont identiques. On peut donc relier ces deux points à volonté sans que cela ait d’influence sur la valeur de la résistance.
- On placera donc entre les bornes A et B un voltmètre V et le circuit de décharge renfermant l’ampèremètre a et le rhéostat r. On peut ainsi mesurer simultanément la différence de potentiel entre les points A et B, l’intensité du courant de décharge et la résistance des éléments groupés en série de deux groupes ët en quantité de deux groupes également.
- Cette résistance se mesure directement sur le
- 0.5 «w.
- fil divisé M N, les quatre résistances du pont étant MH, H N, et R, celle des piles.
- Cette méthode a été employée à plusieurs reprises à la station d’essais électriques de Munich. Voici, par exemple, les résultats obtenus sur une batterie de 4 éléments Meidinger zinc-cuivre dans lesquels on avait remplacé la solution supérieure de sulfate de zinc par de l’eaù ordinaire, afin d’avoir une résistance considérable.
- Force Résistance Différ. de potentiel Intensité Résistance
- électromotrice extérieure aux bornes du courant intérieure
- volts ohms volt milliampères ohms
- 2,l8 IOOO ',53 ',5 368
- 2, 18 100 0,44 4,4 352
- 2, l8 53,59 0,278 5,o 346
- 2,17 32,75 0,168 5,' 343
- 2> ’7 10,85 0,058 5,3 344
- 2,17 1,63 0,010 6,4 343
- Ces résultats constatent la diminution de la résistance avec l’augmentation de l’intensité du cou-; rant. Ces éléments n’avaient pas des résistances
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- égales par suite de différences dans leur construction; une mesure directe par la méthode de Kohl-rausch a .donné 390,4; 336,8; 179,6; 378,4 ohms.
- Voici une seconde série de mesures effectuées sur 4 éléments Leclanché, grand modèle, dont la force électromotrice était de 1,47 ohm et la résistance, mesurée par la méthode de Kohlrausch, de 0,195 ohm. Les résultats de cette seconde série de mesures sont donnés par la courbe de la figure 4, dans laquelle la résistance d’un élément est représentée en fonction de l’intensité du courant.
- On a comparé en outre les résultats fournis par la méthode de Kohlrausch et par la méthode précédente pour la même intensité du courant de 0,35 ampère. La, méthode de Kohlrausch a donné 0,195 ohm, tandis qu’on a obtenu par la méthode
- telle manière que lorsque r est très grand, ou lorsque la branche A D est interrompue, le courant de l’élément E soit très faible. La résistance^ est fixe, tandis que r4 est variable ; l’équilibre du pont est obtenu en faisant varier r4. La résistance gx est égale à celle du galvanomètre à torsion g, T est un téléphone, B la batterie d’essai, dont le. courant est rendu alternatif à l’aide d’un interrupteur rotatif figuré en 1.
- Pendant la mesure de la résistance de la pile, la résistance gx est insérée dans le circuit ; on insère ensuite le galvanomètre g et on détermine l’intensité du courant qui traverse l’élément E.
- On obtient donc directement la résistance de la branche A D et on en déduit la résistance calculée u de l’élément E.
- Cette résistance calculée u dépend de la vraie résistance r et de l’intensité du courant i suivant une loi déterminée. La quantité u est définie par la relation
- d i *
- On a donc
- ri
- I u dt ~[ir]0{ =iri\
- d’où
- 1 Ci
- rt = I u dt.
- Vo
- précédente o, 193 ohm ; la différence des deux méthodes est donc de 1,2 0/0 seulement.
- La méthode indiquée par M. Uppenborn est affectée d'un inconvénient assez considérable dans bien des cas, savoir la nécessité d’avoir à sa disposition quatre éléments aussi identiques que possible. M.O. Frœhlich, qui a déjà montré en i888(1) que la résistance mesurée d’un élément ne coïncide pas avec la résistance réelle, a modifié la méthode de Kohlrausch d’une autre manière que M. Uppenborn et de façon à pouvoir faire varier à volonté l’intensité du courant, mais sans être assujetti à l’obligation d’employer plusieurs éléments. La figure 5 donne le schéma de cette méthode.
- La résistance r2 est invariable et de l’ordre de grandeur de celle de l’élément E; R est un rhéostat variable. On choisit les résistances r3 et r4 de
- La lettre rt représente la résistance de l’élément correspondant à l’intensité du courant i.
- Si l’on connaît la courbe suivant laquelle la résistance mesurée u varie avec l’intensité i, on peut calculer à l’aide d’une intégration mécanique la
- valeur de J' ud i et déterminer r, pour chaque
- valeur de i.
- Les variations de l’intensité du courant de l’élément E s’obtiennent en variant la résistance du rhéostat r.
- M. Frœlich préfère employer un simple interrupteur rotatif pour obtenir les ondulations de courant exigées pour la méthode téléphonique au lieu de la bobine d’induction ou de l’inducteur à sinus. Le procédé est aussi simple et les ondes positives sont rigoureusement égales aux ondes négatives.
- (*> Elektfotecbnische Zeitschrift, p. 137, 1888.
- A. P.
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- FAITS DIVERS
- Il a été question dans une des dernières conférences à la Société des ingénieurs civils d’une station hydraulique mue par les chutes de la Valloirette (Saint-Michel, Savoie) qu’installent en ce moment MM, Chevrant et Bernard frères.
- L’usine de Saint Michel sera spécialement affectée à l’exploitation en grand des méthodes électrolytiques de M. Adolphe Minet.
- La force immédiatement disponible est de 6000 chevaux-vapeur, dont 4000 utiles. Elle pourra être portée à 30 000 chevaux.
- Outre l’aluminium, M. Adolphe Minet espère y réaliser l’extraction d’autres métaux et métalloïdes, et particulièrement des éléments dont les oxydes sont irréductibles par le carbone et pour lesquels par conséquent les procédés d’électrolyse par fusion ignée dont il s’est fait le promoteur Sont tout indiqués.
- Il espère également y développer les applications de l’électricité à la chimie et à l’affinage des métaux.
- Nous souhaitons à notre collaborateur bonne et prompte réussite pour son entreprise, dont il n’est pas nécessaire de faire ressortir l’intérêt.
- Le IVestern Eleetrician a relevé quelques notes et quelques articles dans lesquels nous avons averti nos amis de Chicago de l’effet déplorable produit sur l’opinipn par le bill Mac Kinley et émis la crainte que l'Exposition colombienne n’ait à souffrir de cette loi inopportune autant qu’anti-libérale.
- Notre confrère nous répond en faisant remarquer que les industries électriques sont bien moins atteintes que les autres par cette législation si peu digne d’un grand peuple. Notre confrère a certainement raison; mais les électriciens franpais ne forment pas une nation dans la nation et ils partagent certainement le mécontentement général excité quand on a vu que l’inauguration de l’exposition colombienne coïnciderait avec celle d’un régime d’isolement et de défi à l’Europe.
- Les commissaires délégués par l’administration de la Foire du monde l’ont bien compris comme nous, et ils ont promis de sérieux adoucissements à cet acte.
- L'Elcctrical Engineer donne, dans son numéro du 7 août, une courte description d’une pile à dépolarisant gazeux. L’auteur produit un courant de gaz oxygène qu’il tire d’une solution de chlorure de chaux.
- 11 y a bien des années qu’on avait indiqué l’usage du
- chlore dans un but analogue, mais l’odeur du dépolarisant avait fait renoncer à ce procédé, qui donnait des résultats d'ailleurs satisfaisants.
- Le bill pour autoriser la construction du chemin de fer souterrain électrique Londres-Central a été adopté par la Chambre des Communes et parla Chambre des Lords. Il n’attend plus que la formalité de la sanction royale.
- Certains journaux anglais accusent les évêques d’avoir fait une longue obstruction parce qu’ils craignaient que la solidité des églises 11e fût compromise.
- La futilité de ces appréhensions a été victorieusement démontrée.
- Le transport de la force a ses Montaigus et ses Capulets aux Etats-Unis. Les agents de la Compagnie de Stoughton étaient en train de placer paisiblement leurs poteaux lorsqu'ils virent une dame se précipiter dans le trou qu’ils venaient de creuser et déclarer que ce ne serait que sur son cadavre que l’on planterait le poteau pour lequel ce trou avait été préparé.
- Cette furie était la propre femme du directeur d’une compagnie rivale, qui s’opposait à ce que l’on fît cette opération en face de sa maison. On eut beau parlementer, la dame ne voulut rien entendre, et pour obtenir la paix il fallut déplacer ce poteau de quelques mètres, afin qu’elle n’eût pas devant les yeux ce désagréable objet.
- On annonce l’invéntion d’un bateau électrique marchant à l’aide d’une pile dont l’eau de mer constituerait un des éléments. Le Figaro va même jusqu’à prétendre que c’est l’eau de mer qui fournira l’énergie et que ce système pourrait faire concurrence au charbon.
- Il est facile de voir combien ce raisonnement est faux. L’énergie d’une pile'provient de la combustion d’un métal, presque toujours le zinc, et l’eau de mer. ne jouerait dans cette pile qu’un rôle analogue à l’air atmosphérique vis-à-vis de la combustion du charbon. L’énergie serait toujours empruntée au zinc, métal qu’on obtient lui-même à l’aide du charbon, et il est infiniment plus simple de brûler directement du charbon que de passer par l’intermédiaire onéreux et compliqué du zinc.
- On avait parlé il y a très longtemps déjà d’une pile de ce genre; il est facile de calculer la quantité de zinc nécessaire pour obtenir une force donnée, et si on tient compte de la faible force électromotrice, on voit sans difficulté combien ce système est peu sérieux.
- Quelques journaux annoncent que M. Alphand a l’intention d’établir à poste fixe dans un des jardins de Paris un
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- échafaudage qui permettra de donner très souvent un feu d’artifice électrique. C’est un système qui, comme nous l’avons dit, a de grandes chances d'être adopté à l’exposition de Chicago, et qui a été imaginé par des ingénieurs français.
- Nous croyons facilement cette nouvelle, quoique en général les inventions françaises les plus remarquables aient bien peu de chance d’être appréciées à Paris si elles n’y reviennent apportées par des étrangers.
- La Compagnie de la soudure électrique vient de trouver une application utile, mais bizarre, de son système. Elle consiste à remplacer les dents que les scies ont perdues, ce qui dispense soit de les mettre de côté, soit de procéder à une taille nouvelle.
- Il paraît que les dents ainsi soudées sont d’une solidité à toute épreuve, et que ce n’est point là que l’outil manquera.
- VIntermédiaire des chercheurs et curieux signale un mémoire de Robespierre ayant pour titre : Plaidoyer pour le sieur de Visser y de Boisvalé, appelant d’un jugement des échevins de Saint-Omer qui avait ordonné la destruction d’un « pare-à-tonnerre » élevé sur sa maison (1783), par M» Robespierre, avocat. C’est un mémoire de 100 pages, portant pour épigraphe ces vers :
- L’usage appuyé sur les temps Et les préjugés indociles Ne se retire qu’à pas lents Devant les vérités utiles.
- Le procès plaidé fut gagné par le sieur de Vissery.
- Un mot de Faraday :
- Les mathématiques sont comme un moulin à café qui moût admirablement ce qu’on lui donne à moudre, mais qui ne rend autre chose que ce qu’on lui a donné.
- VElectrical Engineer publie dans son numéro du 31 août un très beau portrait de M. Helmholtz, à propos de la célébration du 70“ anniversaire de la naissance de ce savant. Il est venu au monde le 31 août 1821, à Postdam, où son père était professeur dans le gymnase de cette ville.
- L’an prochain l’Université de Berlin pourra fêter également le jubilé du doctorat de son doyen. En effet, il a passé sa thèse de docteur en médecine le 11 novembre 1842. Il était élève de l'Ecole royale de chirurgie militaire.
- Un des avantages les plus incontestables et les plus précieux des tramways électriques est d’augmenter à volonté de vitesse, et cela dans d’immenses proportions. Nous trouvons dans le IVestern Electrician du 8 août une preuve de ce qui est possible à cet égard. Quelques jours auparavant, il y avait à Rochester une grande fête. La compagnie est parvenue à transporter 60 000 voyageurs, avec 140 voitures, dont 65 étaient des locomotives.
- La Compagnie des omnibus de Paris, qui refuse tant de voyageurs et fait perdre tant de temps au public dans ses stations, devrait bien songer un peu aux avantages qui résultent dans une exploitation un peu suivie d’une si précieuse faculté.
- Le Guide Vilmek de l’exposition de Prague renferme sur le théâtre national de cette ville un détail qui mérite de figurer dans l’histoire du paratonnerre.
- En 1860, on commença à sentir à Prague le besoin de posséder un théâtre consacré à la littérature bohème et donnant des représentations quotidiennes. A force de persévérance, les Tchèques parvinrent à recueillir la somme de 3000000 de francs, considérée comme suffisante.
- La construction commença en 1868 et elle dura jusqu’en 1881. 11 ne restait plus qu’à placer le paratonnerre. Malheureusement on chargea de ce travail de simples ouvriers plombiers qui s’acquittèrent de leur mission avec tant de négligence qu’ils mirent le feu à l’édifice, qui fut brûlé de fond-en comble la veille de l’ouverture officielle. Les habitants de Prague ne se découragèrent pas; en une semaine les souscriptions s’élevèrent à la somme de 2000000 de francs. Les travaux de restauration commencèrent sur le champ. En moins de deux années le théâtre était inauguré et pourvu d’un magnifique paratonnerre, placé cette fois sans accident sous la direction de M. Zenger. Le théâtre national, œuvre fort remarquable du professeur Zitka, n’a pas coûté moins de 6400000 francs. Il est très suivi et considéré comme une des plus grandes curiosités de Prague.
- Éclairage Électrique
- La fontaine lumineuse de l’exposition de Prague se compose de deux bassins. Le bassin supérieur, de dimension assez faible, communique par une série d’arcades formant un hémicycle avec le plus grand, dont la superficie est de 1000 mètres cubes. Il est placé de plein pied avec une promenade établie devant la face nord du Palais de l'industrie. Les arcades sont décorées d’amours et de stalactites. C’est sous les deux bassins qu’011 a creusé les chambres destinées à recevoir les lampes électriques et les écrans en verre servant à la coloration des jets d’eau.
- Ces cabinets, dont le principal est à 10 mètres au-dessus du sol, communiquent par des galeries dont la principale a
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- 150 mètres de long et débouche derrière le palais des machines dans le pavillon où sont placées les dynamos. Les jets de lumière ne sont pas naturellement verticaux ; c’est à l’aide d’une réflexion sur une glace inclinée qu'ils recouvrent la position verticale.
- Plusieurs journaux ont annoncé que la Bibliothèque nationale allait être éclairée à l’électricité l'hiver prochain. La direction a fait les études nécessaires pour que ce progrès puisse être réalisé aussitôt que la Ch ipibre aura voté les fonds nécessaires non-seulement pour l’éclairage de la salle de lecture, mais encore pour la salle des employés nécessaires au service du soir. Mais elle n’a reçu encore aucune notification à cet effet dé la commission du budget.
- Il est bon de rappeler à cet propos que les administrateurs du British Muséum ne se sont pas bornés à organiser l’éclairage de la salle de lecture. Ils ont étendu, comme nous l’avons rapporté, cette réforme aux galeries de sculpture, de peinture, etc., etc. Mais jusqu’à présent le public n’a point apprécié cette innovation, et en dehors de la Bibliothèque, qui est très suivie, les entrées du soir sont en nombre fort restreint.
- Une compagnie d’annonces bien connue en Angleterre a pioposé au conseil municipal d'Ashton de placer des annonces sur ses becs électriques moyennant une rétribution. Mais, partagés entre le désir de diminuer.les charges municipales et la crainte d’adopter une résolution contraire à leur dignité civique, les conseillers sont dans un sérieux embarras.
- Des annonciers de Chicago ont montré plus de hardiesse et d’esprit d’invention. Comme on avait interdit de peindre des annonces sur les parois d’un tunnel récemment blanchi à la chaux, ils ont imaginé de placer dès annonces peintes sur verre de chaque côté des lampes à arc illuminant le tunnel.
- Il en est résulté des projections analogues à celle de la lanterne magique et qui produisent le même effet que les peintures murales prohibées.
- Télégraphie et Téléphonie
- L’adjudication que nous avons annoncée a eu lieu le 27 août dernier dans les bureaux du ministère des Postes et Télégraphes pour la ligne de Marseille à Oran et pour celle de Marseille à Tunis.
- Trois maisons avaient été admises à concourir: M. Gram-mont, M. Menier et la Société générale des Téléphones. La ligne de Tunis a été concédée à M. Grammont et la ligne d’Oran à la Compagnie des Téléphones. Les travaux seront exécutés dans les délais déterminés par l.e cahier des charges.
- L’Ecole professionnelle supérieure de télégraphie établie 103, rue de Grenelle, continue à marcher d’une façon satisfaisante.
- Le Figaro nous apprend que le nombre des candidats qui se sont fait inscrire pour l’examen, et qui tous appartiennent déjà à l'administration, est de 74. Sur ces 74, après un examen écrit éliminatoire, 32 ont été admis aux épreuves orales et 20 reçus élèves. Les 20 candidats suivront un cours d’instruction ayant une durée d’un an, puis ils feront un stage dans le service auquel ils auront été attachés. C’est seulement à l’issue de ce stage qu’ils recevront le brevet de capacité à l’aide duquel ils pourront aspirer aux emplois supérieurs dans l’administration des Postes et Télégraphes. L'organisation de celte école est un progrès des plus importants et qui fait le plus grand honneur à l’administration. En effet c’est le moyen le plus énergique et le plus efficace que l’on ait trouvé de répandre dans les rangs du personnel les connaissances techniques de plus en plus indispensables et une salutaire émulation.
- Jamais argent n’a été mieux employé que les 300 000 francs qui constituent, paraît-il, son budget annuel. Nous croyons l’organisation de notre école supérieure sans analogue chez les autres puissances. Elle mérite d’attirer l'attention de M. Pochon et des autres députés qui veulent demander des réformes dans l’organisation de nos grandes écoles militaires.
- Lê service télégraphique, complété d’un service complet de téléphonie, sera installé dans ses nouveaux locaux de la place de la Monnaie, à Bruxelles, presque en même temps que le service postal. .
- Le bureau technique des télégraphes s’occupe activement de l’organisation du service nouveau. L’espace qu’occupera le télégraphe sera très vaste; son emplacement est situé dans l’aile gauche de l'immeuble, c’est-à-dire tout le côté donnant sur la rue Fossé-aux-Loups.
- Au rez-de-chaussée, d’abord une salle largement installée pour le public. A droite, en entrant, de nombreux guichets pour la remise des télégrammes. A-côté, la salle des cabines téléphoniques publiques. Des appareils spéciaux serviront aux communications à longue distance.
- Derrière l’emplacement réservé aux employés guichetiers, la salle de distribution. Un personnel de cent cinquante porteurs de dépêches sera chargé de la distribution des télégrammes. A côté, une place réservée aux employés qui auront pour mission de recevoir téléphoniquement le texte des dépêches que les abonnés voudraient lancer, ou de leur transmettre celui des télégrammes arrivés à leur adresse.
- Cela simplifiera le service et fera gagner du temps aux abonnés du téléphone désireux d’être servis ainsi. De cette manière ils connaîtront la teneur de leurs télégrammes en quelques secondes, alors qu’il faut parfois une demi-heure pour les porter à domicile. ----
- Cette réforme heureuse ne manquera pas d’être bien vue du public. D’ailleurs, il faut reconnaître que l’administra-
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- tion du télégraphe n’a jamais hésité d’entrer dans la voie du progrès quand l’occasion s’en est présentée. Rappelons en passant que c’est la Belgique qui a eu l’honneur d’inaugurer la première ligne télégraphique du continent. De même, ce sont deux ingénieurs belges, MM. Moutlon et Van Rys-selberghe, qui ont les premiers pris l’initiative d'un projet de téléphonie internationale permettant de relier la Bourse de Bruxelles avec celles d’Anvers, Amsterdam et Paris, au moyen de lignes spéciales en bronze.
- Une partie de ce projet a été mise en exécution, grâce à l’initiative prise par l’administration b.elge des télégraphes pour l’établissement de communications téléphoniques entre Bruxelles et Paris.
- Au deuxième étage de l’aile gauche du nouvel Hôtel des postes seront installées spacieusement les salles des manipulations, des appareils, du classement et des conférences.
- Pour l’installation des appareils, l’administration a tenu compte des progrès et des procédés les plus récents. C’est ainsi que depuis six mois des essais se font avec les appareils américains Sounder, ou « parleurs » pour la reproduction des signaux Morse.
- On sait qu’actuellement ces mêmes signaux sont reproduits par leur impression sur des bandes de papier se déroulant de l’appareil récepteur. Ces signaux se composent de deux uniques sons ou signes conventionnels : un point ou une barre. Combinés d’innombrables manières, ils forment l’alphabet du télégraphiste.
- Le système Sounder rend d’incomparables services depuis quarante ans aux Etats-Unis et depuis une vingtaine d’années en Angleterre. A Londres notamment, plus de trois mille employés s’en servent avec une rare habileté.
- Durant les six mois , d’essai au télégraphe de Bruxelles (Nord), l’appareil parleur a donné des résultats si concluants que l’administration a décidé de supprimer dans un temps plus ou moins rapproché la plus grande partie des appareils Hughes et Morse par le Sounder. Ce dernier a des avantages immenses sur les deux autres; il simplifie le travail, fait gagner du temps et fatigue beaucoup moins la vue du télégraphiste. Celui-ci ne reçoit plus les dépêches sur des bandes imprimées, mais les perçoit à l’ouie. De plus, il ne fatigue pas l’esprit par la nécessité d’une attention soutenue; Seulement il faut une grande pratique avant de s’en servir.
- L’installation nouvelle nécessitera l’établissement de fils nouveaux pour relier les lignes télégraphiques du Nord et du Midi au bureau.
- Le nombre des appareils qui seront placés au nouveau bureau central sera de cent soixante environ : trente—deux appareils Hughes, une centaine d’appareils Morse et le reste des Sounder. '
- Le nombre de télégraphistes sera de deux cent soixante-dix environ.
- La salle des manipulations sera reliée à celle dé la distribution par un tube pneumatique.
- L’introduction des fils des différentes lignes dans le bureau télégraphique central se fera par une vaste cheminée qui a été ménagée dans l’intervalle compris entre deux murailles.
- De là les fils se dirigeront vers une armoire vitrée et y seront répartis suivant leur direction. C’est ce qu’on peut appeler le cœur du bureau télégraphique, d’où partent les artères et les veines.
- De plus, avant d’arriver aux appareils, ces fils passent par deux grands commutateurs formés de lames métalliques isolées que l'opérateur peut mettre en communication au moyen de bouchons.
- Cet organe de la télégraphie, qui a la forme d’un échiquier percé de centaines de trous, se rencontre, en sa construction primitive, dans tous les bureaux télégraphiques; mais il va de soi qu’eu égard à l’importance du bureau central on lui a fait subir les transformations les plus nouvelles, surtout à cause du grand nombre de fils qui y aboutissent.
- Au point de vue des correspondances de bourse, d’intéressants progrès seront réalisés. Parfois les opérations financières subissent en quelques minutes des fluctuations d'importance capitale. A l’avenir, les télégrammes reçus au bureau central, au lieu d’être transmis, comme cela se fait actuellement encore, à la Bourse par les appareils télégraphiques, y seront envoyés au moyen d’un tube pneumatique souterrain, qui reliera la Bourse au bureau central télégraphique.
- Lorsque le personnel du bureau central télégraphique actuel aura abandonné les locaux dont il dispose à la gare du Nord, ceux-ci subiront de notables transformations. Les salles d’attente, la salle des bagages et d’autres emplacements occupés par divers services seront considérablement agrandis.
- Le nouvel Hôtel des postes sera entièrement éclairé à la lumière électrique.
- Disons,' en terminant, à l’honneur de l’industrie belge, qu’elle ne sera plus tributaire des industriels américains : à l’avenir toutes les pièces télégraphiques seront construites en Belgique. L’ouvrier belge a acquis dans ces dernières années un tel degré d’habileté et de raffinement dans la construction d’appareils électriques que ses travaux font l’admiration des peuples voisins.
- La nouvelle république du Brésil fait de grands efforts pour développer son système de télégraphe transocéanique. A-peine le IVestmeath a-t-il terminé la pose de la ligne de Surinam à Cuba et complété le rattachement du Brésil à la capitale des Antilles espagnoles qu’il est parti pour une nouvelle campagne.
- Actuellement il va poser une ligne de Pernambuco à Bahia, de Bahia à Rio, et enfin de Rio à Santos. La télégraphie côtière de toute l’Amérique du Sud va se trouver bientôt terminée jusqu’à Buenos-Ayres, sur le versant atlantique.
- Imprimeur-Gérant : V.Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
- Journal universel d’Electricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
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- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ ^
- XIII” ANNÉE (TOME XLI) SAMEDI 12 SEPTEMBRE 1891 No 37
- SOMMAIRE. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Sur la détermination des courbes périodiques des courants alternatifs et leur inscription photographique; A. Blondel. — Nouvelle gâche électrique système Scorza; P. Marcillac. — Recherches récentes sur les radiations électromagnétiques; C. Raveau. — Chronique et revue de la presse industrielle : Lampes sans filament de Kennedy. — Du maximum d’économie dans les lampes à incandescence, par H. Ward Leonard. — Tire-câbles Wessel. — Commutateur Snell. — Fabrication des câbles sous plomb, procédé Walcott. — Compteur Richard frères. — Mesure de la vitesse dp propagation des impulsions de courant et des ondes électriques dans les fils, par M. Sahulka. — Revue des travaux récents en électricité : Relation entre la force électromotrice et la chaleur latente, le poids spécifique, etc., des électrolytes, parM. Gore. — Explication des propriétés du champ électrique au moyen des tubes d’induction électrostatique, par M. J.-J. Thomson. — Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d’écjairage artificiel, par N. Tesla. — Faits divers.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ (*)•
- La machine de M. N. S. Amstu% destinée à reproduire électriquement les reliefs, représentée par les figures 1 à 4, peut être considérée comme un complément et un développement des nombreuses machines à graver électriques, dont les plus importantes ont d’ailleurs été décrites dans ce journal.
- Cette machine comprend, comme tous les appareils télégraphiques, deux postes : l’émitteur, représenté par la figure 1, et le récepteur (fig. 2), qui en est la contre-partie.
- L’organe principal de chacun de ces appareils consiste en un chariot B, portant une table D, sur laquelle sont fixés : à l’émitteur le modèle en relief F, et au récepteur la matière plastique destinée à sa reproduction. Les chariots B reçoivent des mouvements alternatifs synchrones de va et vient sur leurs châssis A; et, à chaque extrémité de ces courses, les tables D reçoivent, par les vis D', dont les têtes heurtent des butées de A, un léger déplacement suivant l’axe des vis D'. 11 en résulte que, trait par trait, la surface entière des tables D
- (1) La Lumière Electrique du 18 juillet 1891.
- passe successivement sous les styles émitteurs et reproducteurs bt et b.
- Le synchronisme de ces mouvements est produit de la manière suivante. Le style émitteur hK est porté par un levier oscillant en b, équilibré par un ressort réglable h2, et pourvu d’une série de contacts h... g2 gu et la table D porte, au-delà des limites du relief ,à reproduire, deux saillies ee, supérieures à celles du relief. A chacune des extrémités de la course de D, l’une de ces saillies vient, en soulevant bx, fermer les deux contacts extrêmes^ et g2, qui envoient, l’un,^, le courant d’une pile locale à l’un des électro-aimants qui commandent le changement de marche 1, 2 (fig. 3) de l’électromoteur de l’appareil émitteur, tandis ,que l’autre contact g% envoie le courant de la pile du circuit K à l’électro correspondant de l’appareil récepteur. Les électromoteurs des deux appareils ont donc leur marche renversée simultanément.
- Le détail du changement de marche est représenté par les figures 3, 4 et 5. Chacun des électromoteurs commande sa table B par le pignon 5, dont l’axe coïncide avec celui de l’armature du changement de marche, le pignon 4, l’une ou l’autre des roues 1 ou 2, les pignons M V et la crémaillère b2. 11 est facile de voir que, l’êlectro-moteur tournant toujours dans le même sens, b' changera de marche suivant que l’armature,
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- attirée à droite ou à gauche, commandera le mou- I Dans la position indiquée en figures 3 et 4, c’est vement par 2 ou par 1. I le pignon 1 qui commande les mouvements de
- Fig. 1 et 2. — Graveuse télégraphique Amstutz (1891). Détail des appareils émitteur et récepteur.
- l’émitteur et du récepteur; l’armature a été attirée à gauche; mais, en même temps qu’elle mettait en
- Fig,- 3> 4 et 5. Graveuse télégraphique Amstutz. Schéma des circuits et détail de l’inverseur.
- prise le pignon 1, elle commutait, par son ressort 3, son circuit sur l’électrode droite,de manière qu'à
- la fin de la course des chariots B le courant, passant dans les électros de droite, en changera automatiquement la marche.
- Le synchronisme des tables DD' une fois résolu, il reste à réaliser celui d'es styles V et h4, c’est-à-dire à en solidariser les mouvements de manière que h4 pénètre à chaque instant dans la matière reproductrice de la quantité dont h1 descend sur le relief F. A cet effet, le balancier H' du style hi est mu par deux solénoïdes L L' enroulés en sens contraires, qui reçoivent un courant d'autant plus intense et soulèvent d’autant plus bt que //, décrivant F, ferme leur circuit en hh( sur des résistances Kî2 K22... d'autant moindres que h' monte davantage sur les saillies de/. La barre M, articulée en h, permet d’ajuster avec la plus grande précision les contacts AA', mais il semble néanmoins que les rhéostats k2 seraient avantageusement remplacés par un rhéostat variant d'une façon continue avec les oscillations de h'.
- Les applications de l'électricité aux appareils de levage se multiplient chaque jour : parmi les plus intéressants, il convient de citer le Ireuil électrique pour bateaux récemment étudié, par la maison Siemens et Halshe, et représenté < par les figures 6 et 7. C’est une application toüt indiquée pour les navires en possession d’uh éclairage électrique, La dynamo, entièrement abritée
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- dans une enveloppe étanche A et pourvue d’un rhéostat' de changement de marche D, à levier E, commandele treuil B par un arbre intermédiaire C, à débrayage F mu par un levier G. Un frein H,
- commandé par un levier K, attaque, directement l'axe du treuil B. Les arbres B et C sont en outre pourvus de cabestans L L.
- M. Jungren a récemment proposé un réducteur
- \: d
- iJi | i :
- Fig. 6 et 7.— Treuil électrique Siemens et Halske f 1891). Elévation et plan.
- de vitesse très ingénieux pour les treuils et élévateurs électriques. La dynamo commande par un manchon cb (fig. 8 et 9) une roue a, qui porte quatre poulies dd ee, calées sur leurs axes fous dans a.
- Ces poulies sont conjuguées par des chaînes sans ' fin : respectivement, dd avec un tambour fixe f, et ee avec le tambour g qui commande le treuil. > Si l’on désigne par fdeg les nombres des dents des poulies et des tambours affectés de ces lettres, la '
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- 5d4 '
- ‘i • - *• ' i ?: ' 1 ' * 'f C
- vitesse de la dyrçamo sera réduite de i—dg'on
- de,i — ^ Pour le cas usuel de/ = g. Pour/=tg,
- ig
- d — 2Q et e=- 19, la vitesse est réduite de i — —
- ou de —. La chaîne est construite (fis. io) avec des mailles d'acier aab et des ajfes garnis aux ex-
- trémités de fourrures en ,cuir ^maintenues par jdes vis e, afin d’empêcher le bruit, et pourvuesau , icentre de douilles d’antifriction dur. ..D’après . \’ElectricalWorld àu 23 mai 1891, cette transmis-?, sion fonctionnerait avec une grande douceur : les chaînes s’usent peu, se réparent ou se remplacent facilement.
- On a souvent intérêt à :pouvoir arrêter à distance les moteurs hydrauliques ou à vapeur qui
- Fig. 8 et 9. — Jungren. Treuil éiectrique à réducteur différentiel.
- actionnent les dynamos d’un service, et ces dispositifs peuvent facilement se combiner avec les régulateurs de ces moteurs. Tel est, par exemple, le cas du dispositif récemment proposé par
- Fig. 10.— Jungren. Treuil éiectrique à réducteur différentiel, détail des chaînes.
- M. W. S. Elliott et représenté par les figures 11 et 12, qui se rapportent au réglage d’une turbine hydraulique. Le régulateur agit par les cames N et M de son manchon B. Quand la turbine s'emporte, la came M repousse le levier D qui, par CE, embraye1 le ; cône: de friction G avec la roue R, . calée à rainure et languette sur l’arbre H, lequel , tourne alors dans un sens tel qu’il ferme par ;la transmission1' 1 KJ la valve ? d’admission d’eau.;
- L’inverse a lieu lorsque la turbine retarde, par la poussée de la came N sur D et l’embrayage de G avec la roue S.
- Pour arrêter la turbine, il suffit de rompre le circuit de sa dynamo. La turbine, ainsi soulagée, commence par s’emporter et par soulever son manchon au maximum; mais, comme cette rupture du circuit a aussi pour effet de désaimanter le relais Si, ce relaislâche son armature a, qui coupe du circuit l’électro-aimant V, dont l’armature U vient alors s’enclencher sous le manchon B, et le maintenir dans sa position supérieure jusqu’à la fermeture complète de la vanne.
- On a souvent proposé de signaler par un appel électrique réchauffement des paliers. M. j. L. Ha-milton a voulu, au moyen du dispositif représenté par la figure 13, non pas avertir du chauffage d’un palier, mais rafraîchir ce palier et le graisser dès qu’il chauffe. Le palier porte à cet effet un ressort thermométrique A, qui, dès qu’il chauffe, ferme en F le circuit d’une pile Ç sur l’électroaimant H, lequel ouvre alors par la roue K les .robinets d’eau et d’huile, L et M, Jusqu’à ce que Je palier ait repris sa.température normale.’
- .Nous citerons encore, à titre de curiosité, J’ap-pareil du même inventeur représenté;par lajjfi-jgure 14, et qui a pour objet de proportionner l’in-,
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- tensité d’un éclairage à l’obscurité atmosphérique. A cet effet, le commutateur du circuit des lampes est commandé, au moyen d'un moteur intermédiaire quelconque R, par deux électro-aimants
- HH', mis alternativement dans le circuit de la pile AB, suivant que l’aiguille du galvanomètre N fait contact sur l’une ou l’autre des butées C G Comme ce galvanomètre est intercalé dans le cir-
- Fig. ii et 13.— Elliott (1891), Régulateur avec arrêt à distance pour turbines.
- cuit de la pile A et des résistances de sélénium LLL, il en résulte que la position de l’aiguille N dépend de ces résistances, et par suite de l’inten-
- Fig. 13. — Hamilton (1889). Réglage électrique du graissage des paliers.
- site de la lumière qui les frappe. On réaliserait ainsi, théoriquement, bien entendu, le problème d’un éclairage fonctionnant en raison inverse, par exemple, de celui de la lune, dont on attribuait autrefois à certaines municipalités une solution plus simple, fondée sur la seule interprétation radicale des indications du calendrier.
- Le mécanisme synchronisateur des horloges électriques de M. S. Prentiss est (fig. 15 et 16) des plus simples. L’horloge maîtresse, qui a son
- Fig. 14. — Hamilton (1889). Eclairage constant.
- échappement commandé en F D (fig. 17 et 18) par un chronomètre, comprend une roue G, à contact H qu’elle rompt toutes les minutes, et une roue commutatrice E, faisant un tour par^ heure et pourvue de deux butées 7 et 8. Lorsque la roue E tourne dans le sens de la flèche, la butée 7 lâche le levier synchronisateur J; ce levier, retombant autour de son axe, :ferme le contact 0K, puis
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- î5o6
- le rouvre et le referme plusieurs fois, jusqu’à l’épuisement de ses oscillations. Lorsque la butée 8 repousse la pointe du levier L autour de son axe q, il ferme d’abord le contact r sur s', puis le ressort t, rappelant l’encoche de L sur la butée 8, rompt aussitôt le contact en s‘ et le referme en s. La butée 8 aborde L, et ferme le contact en s' cinq minutes avant que l’aiguille m ne marque l’heure.
- Les horloges secondaires sont (fig. 16 et 18) construites comme le synchronisateur, à l'exception de leur échappement D, actionné par un électroaimant M, et de la roue E', taillée de manière à
- •Je \
- Fig. JÇ et io. — Prentiss (1891). Horloge électrique, détail du mouvement.
- fermer par L' le contact r' sur s3 pendant une demi-heure, puis sur s2 pendant l'autre demi-heure.
- Ceci posé, le mécanisme de la synchronisation sera facile à suivre sur les figures 17 et 18, qui représentent la liaison des circuits avec les électros des horloges secondaires S St S2... composés chacun de deux enroulements, l’un M dans le circuit principal et l’autre m dans le circuit synchronisateur.
- En temps ordinaire, L ferme au transmitteur T le circuit de la pile B sur s, de manière que les courants, rompus à chaque minute en GH, traversent régulièrement les électros MM! M2... des horloges secondaires. Cinq minutes avant l’heure, la butée 8 du régulateur pousse le levier L dans Ja position figure 17, fermant le contact r surs', puis le levier synchronisateur J, lâché par le taquet 7, se met à osciller en envoyant, par la rupture et le rétablissement du contact K, un certain nombre de courants ou d’impulsions électriques
- de B' aux leviers Lx L2 L3... des horloges. Si toutes ces horloges sont synchronisées, comme en figure 17, de manière à fermer tous leurs contacts r'r*... ens3s5... ces impulsions se perdent dans les résistances RR'... sans aucun effet sur les horloges, dont le courant continue à être interrompu chaque minute par la roue G.
- Si deux des horloges sont désaccordées, comme en figure 18, S! en retard d’une minute et S2 en avance de six minutes, par exemple, dans la position indiquée, une minute avant l’heure, le cou-
- 1S
- Fig. 17 et 18. — Prentiss. Horloge électrique, schéma des circuits d’une distribution d’heure.
- rant va d’abord dans l’horloge synchronisée S, qui, au passage de l’heure, ferme son contact r' sur s2. Le courant passe alors de l’électro *w3 de M, par 17, r2s5i8, à l’électro m3 de M,, avançant d’une minute l’aiguille de S1# puis revient, par 19, r3sGR224 et 21, directement à la pile, sans actionner l’horloge en avance S2.
- Après le passage de l’heure, le levier synchronisateur L, lâché par la butée 8, ferme le circuit de B, par 10, 0, K, 15, 14, R1( 22, ij, r2, sit 18 et l’électro m3 de Mj, en avançant Sx d’une minute, et en la ramenant ainsi à l’heure; ce qui a pour effet de rompre le contact de L2 en s5 et de le fermer sur s4. Le courant revient de l’électro mx de Mx à la pile par 19, r3,s7, R2, 24, 21 et 12. Les autres impulsions du levier synchronisateur seront sans effet pour toutes les horloges.
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- 507
- On remarquera que l’horloge S2, qui était en avance de six minutes, est restée coupée des circuits pendant cinq minutes, de sorte qu’elle avance encore d’une minute. A l'heure suivante, elle ne sera plus arrêtée que pendant une minute, et remise à l’heure.
- On aurait évidemment pu faire partir le levier synchronisateur L plus de cinq minutes avant l’heure, mais cette avance de cinq minutes suffit parfaitement pour tous les cas de la pratique.
- Gustave Richard.
- (A suivre.)
- SUR LA DÉTERMINATION
- DES COURBES PÉRIODIQUES DES COURANTS ALTERNATIFS
- ET LEUR INSCRIPTION PHOTOGRAPHIQUE (*)
- Mesure d’une différence de potentiel entre deux points Ae/B d’un circuit fermé A R L B R' A (fig. i ). — Ce cas étant plus compliqué, je partirai des équations différentielles sous leur forme ordinaire.
- Soit E la force électromotrice, comme plus haut, exprimée par la même série
- E=Ei sin2it;^ + Er sin 2 n ^— <)?2^ + ... E„sin27t^^ —
- R, R' et L, L' désignant les résistances et les self-inductions des deux portions du circuit,
- I, 1', i les intensités dans les trois branches,
- C le condensateur placé entre A et B.
- On a à chaque instant t les trois équations différentielles suivantes :
- I +
- 0 = R' I f'u, (0
- f 0
- E.= R 1 ' + L^ + ; (2)
- O
- D’où l’on déduit, en résolvant par rapport à i :
- R + R’ f c J 0
- ' dt + ^RR'+ “—) * + (R L' + R' L)
- + LL'fp"R,E + L'ï>
- d i dt
- (’) La Lumière Electrique du 29 août 1891, p. 401.
- OU
- R+R'
- q+i!—c-)?t + (RL'+ RK' + K'L)^
- d» a d E
- (3>
- Calculons comme précédemment la solution particulière qn correspondant au wme terme du développement de E.
- 11 suffit pour cela de poser
- î, = A E„ sin 2it |^— <P„ — ïj,
- et on trouve
- y/R” +
- A = •
- tang 2 7c £ =
- \/m*+ {~y N«
- /2«7l\ L' _ /! M 1l\ N
- \ T / R7 YT~ / M
- u n
- T \ T / R' M
- en posant
- R + R'
- (R L' + l. R')
- N = R R' +
- L + U
- /2it%
- )2LL'.
- (5)
- (6)
- Or, si l’on n’avait pas ajouté de condensateur en dérivation entre A et B, le courant eût eu dans le circuit ARLB une valeur unique,qu’on peut écrire immédiatement
- E„ sin 2 u — «{/^
- y/(R + R')1 + (ppy (L + lÔ>
- avec
- tang 2 TT ^
- 2 « ic L + L' ~T ÎC+W
- La différence de potentiel entre A et B eût été à un moment quelconque :
- V = R' Y! + L'
- E„^R'sin2Tt^Y~ ?» — L' Uif cos 2
- y/(R + R')* + (-îpy (L + . L')«
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-
- 5o8 LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- La charge que devrait prendre le condensateur s’obtient en multipliant par c cette expression, qü’ilest facile de ramener à la forme monôme suivante :
- fV>
- E„yV* + ( — jV* sin 2 n (Ç - ç) y/(R + Rfi* + (L + L'>»
- en posant
- tang 2 « t «
- 2 n iz L' îtuL + L1 TR' T R + R'
- «ym l_+j/
- r \ T / R' R + R'
- Ceci établi, on pourra considérer l’emploi du
- condensateur comme légitime toutes les fois qu’en comparant les valeurs des amplitudes de Q et q et la valeur de ; et Ç on trouvera des erreurs relatives inférieures à la précision même dont est susceptible l’expérience.
- On calculera comme une approximation suffisante ces erreurs relatives 8^ et en prenant les dérivées logarithmiques.
- Si l’on pose, par exemple,
- (R L' + L R')
- R R'
- <
- et
- LL'— RR'
- £ et s étant deux fractions très petites,
- L + L'
- < j
- on aura des erreurs relatives
- 2 ». TC L + L' ,
- ~T~ rTr7 <e“ £';
- et
- 6 q <
- (R f R' / (s» — 2 s) + (L + L')* (e'« -2 e')
- 2 si
- (R + R')* + (L +
- l')2 (2~py
- Si, comme cela avait lieu dans toutes mes ex-
- 2tl‘R
- périences, R-j-R'est petit par rapport à -y-(L-f L'); ces inégalités se réduisent sensiblement à
- * /2 « ir\ /L + L'\ (s — e')
- )(r + ri)-rïr oq
- < _
- Pratiquement, il suffit de poser comme précé-
- demment s avoir (en valeur absolue) R -4- R'
- s' = — pour n = 5. On doit alors ioo
- c <
- <
- L + L'
- (2-^) ,RL'+ R'D ,0° j^)‘ (LL' — RR')*
- On voit que le cas où L' = o est un des plus avantageux. C'est ce qui arrive par exemple quand on mesure l’intensité du courant au moyen de la différence de potentiel aux extrémités d’une résistance inerte.
- Les inégalités précédentes peuvent alors s’écrire :
- _L R+ R'
- 00 / 2 n n \ ’
- \^r~)
- R ' <- <
- et
- R'c< —
- 100 R ’
- expressions intéressantes parce qu’elles montrent que l’on est limité dans le choix non pas seulement de c, mais aussi de la résistance inerte R', et qu’on ne peut pas augmenter au-delà d’une certaine limite le produit R' c, qui mesure précisément la sensibilité de la méthode appliquée à la mesure d’une intensité. Ce produit R'c représente d’ailleurs le rapport de la quantité d’électricité mise en jeu dans le condensateur à celle qui passe dans le circuit principal. On voit qu’en faisant R' == 1 ohm, ce qui est très exagéré en pratique,
- T = —, n — 5 100
- nimum, il vient :
- R “f- R'
- et — ^ce qui est un mi-
- C<-
- IOO x 3.140
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ “ 5og
- c’est-à-dire
- On voit qu’il est ici bien plus facile d’avoir une bonne mesure que sur un circuit ouvert; cela tient à ce que l’influence relative de la quantité d’électricité misé en jeu par le condensateur est beaucoup moindre.
- On peut admettre qu'il en est de même pour le cas beaucoup plus complexe où le condensateur est branché non plus sur une résistance sans induction, mais aux bornes d’un arc électrique.
- Ce cas ne se prête guère à l’analyse, car l’arc n’est ni une résistance, ni une self-induction, ni une polarisation; aussi ai-je cru préférable de recourir à une vérification purement expérimentale,
- •IC
- Fig. 2
- en mesurant simultanément l’intensité prise sur le circuit d’une dynamo avec des condensateurs de 0,25 [j. et de 1 ;j. placés en dérivation aux bornes d'une résistance de o«,2 environ. Ces mesures ont été constamment proportionnelles.
- Amortissement des oscillations électriques. — Cette expérience montre également que les oscillations électriques qui prennent naissance au moment de la charge sont amorties complètement avant la fin du contact.
- Ce fait peut surprendre, car si l’on calcule ces oscillations à la manière ordinaire on voit que leur amplitude ne devrait diminuer que très lentement.
- Prenons, par exemple, le cas le plus simple, celui (fig. 2) d’une force électromotrice E induite dans une dynamo eh circuit ouvert, qu’on ferme brusquement sur le condensateur c.
- L’équation différentielle est, si l’on suppose le contact établi,
- fi
- ri + l^ + 7
- OU
- il
- d t
- dT
- L’intégrale générale est, comme on le sait,
- A D P t
- Af + B?
- a ©t fi étant les racines de l’équation I + Ra + L a* = o
- Ici l’on a en général R2 < ; par suite les racines
- sont imaginaires et l’on peut mettre q sous la forme réelle par une transformation connue (x). D’où
- _ A , _ JL t
- qtrmae 2l cos mt+be 21. sin m t
- en posant
- te-
- R*
- 2 L
- R
- Quand il s’agit d’une dvnamo, —r est en géné-
- 2 L
- ral > 1 ; et sur celles que j’ai employées ce rapport était < 50; la durée du contact était d’autre part 1
- voisine de
- 1000
- sec. ; de sorte qu’à la fin du con-
- tact l’exposant de e est seulement — ~ et que les
- oscillations ne semblent pas amorties au moment où a lieu la rupture (2). Bien plus, elles devraient, d'après l’équation, avoir une amplitude relativement considérable ; en effet, l'intégrale complète est, si l’on néglige les causes d’erreur indiquées plus haut,
- q ** cE + a c 2l cos mt+be 2 l sin m t
- En posant comme conditions initiales
- t =— o, q = O,
- et en négligeant la variation de E pendant le contact, on voit que a = — c:E.
- Le rapport de l’amplitude du terme cos mt à la
- (i) La Lumière Electrique du 2 mai 1891, p. 206.
- (S) Nous ne tenons pas compte de l’extra-courant de mâture, qui est ici absolument négligeable.
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- 5io
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- _£
- e~ 20
- quantité à mesurer serait donc —j-------, c est-a-
- dire voisin de l’unité pour t voisin de zéro. La méthode employée pourrait donc être absolument fausse, puisque la valeur de q varie de o à2cE pour une faible variation de la durée t du contact.
- 11 esta remarquer, en effet, que la période oscillatoire T = — est très courte en général. m
- Soit, par exemple,
- : L = on,005, R = o“,s, c= i(i.
- 17 JO*
- m =» sensiblement —= = — sensiblement —.
- v/LC V5X10-» 7
- D’où
- Heureusement, l’amortissement se produit grâce à ce phénomène accessoire que la résistance au point de contact ne passe pas brusquement de 00 à 0 au commencement du contact, puis de o = 00 à la fin; en réalité, le contact s’établit graduellement suivant une loi que nous ne pouvons déterminer, mais cela permet immédiate-mentde concevoir que, pendantune durée notable,
- au commencement est très grand. Par suite, la
- charge est continue; si elle présente quelques oscillations au moment où le contact est bien établi, celles-ci sont éteintes pendant la période de rupture.
- On se fera une idée très nette du phénomène en le comparant au phénomène hydraulique correspondant, c’est-à-dire au remplissage d’un tube vertical (fig. 3) qu’on met brusquement en communication avec un grand réservoir B, en ouvrant un robinet inférieur R. Si cette ouverture est brusque, le liquide oscillera autour de sa position théorique N.
- Si l’on ferme aussi brusquement le robinet, le niveau final pourra se trouver en N' au lieu de N.
- Mais si l’ouverture de R est progressive, les oscillations ne se produisent pas ou bien elles sont extrêmement faibles, et si la fermeture n’est pas trop rapide, elles sont complètement amorties.
- Sans vouloir pousser plus loin l’assimilation,
- cet exemple peut faire comprendre le phénomène, à défaut d’une analyse mathématique qui est ici rendue impossible par notre ignorance de la loi de variation de R pendant le contact. Cette analyse serait d’ailleurs fort ardue, même pour des lois assez simples de cette variation.
- On peut recommencer le même raisonnement sur le cas plus complexe du circuit fermé.
- 11 n’est d’ailleurs pas nécessaire, ainsi qu’a bien voulu me le faire remarquer M. Potier, que les oscillations soient amorties, pourvu que la fréquence des contacts soit assez grande; en effet, pour deux contacts successifs, la rupture n’a jamais lieu exactement au même moment de la période extrêmement courte du mouvement oscillatoire; les termes périodiques s’éliminent donc
- N-----------------.
- N'-
- A B
- Fig. 3
- d’eux-mêmes dans la moyenne de plusieurs charges du condensateur.
- Du reste, l’expérience justifie complètement l’emploi du condensateur; la démonstration expérimentale repose sur ce fait qu’en faisant varier le nombre des contacts, leur durée apparente et la capacité des condensateurs, les mesures réalisées sur des courants non plus alternatifs mais continus et provenant d’une dynamo douée d’une forte self-induction ont été toujours absolument concordantes avec celles prises directement à l’aide de voltmètres et d’ampèremètres.
- C’est de cette façon qu’ont été déterminées les constantes des instruments enregistreurs et par suite les échelles des courbes tracées. Cette détermination pouvait aussi se faire au moyen d’accumulateurs, mais elle ne serait alors plus démonstrative au point de vue que je viens d’étudier.
- Comparaison des deux instruments {électromètre et galvanomètre) appliqués à l’inscription photographique. — En théorie, la méthode la plus rigoureuse dans tous les cas est celle de l’électromètre sans condensateur, ainsi que l’employait
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- 5ir
- M. Joubert, à condition que l'isolement soit excel-j lent.
- Avec l’électromètre industriel Carpentier, il faut employer un condensateur, et alors les deux méthodes Sont équivalentes au point de vue de la précision et de la sensibilité; la seconde présente l'avantage d’un maniement plus facile, le galvanomètre Deprez-d’Arsonval étant un instrument peu délicat et dont les déviations sont proportionnelles entre des limites plus étendues; elle se prête particulièrement bien, comme on le verra, aux cas les plus ordinaires de la pratique-industrielle et permet de modifier très facilement la sensibilité.
- Enfin, toutes les fois qu’on veut avoir la physio-
- Fig. 4. — Courant dans un alternateur fonctionnant comme récepteur synchronique (réduction au 1/3). g courbe obtenue avec le galvanomètre, e courbe obtenue avec l’élec-tromètre.
- nomie exacte d’un phénomène à variations rapides, c’est le galvanomètre qu’il faut choisir, en lui donnant un amortissement voisin de la valeur critique (J). On se rend bien compte de ces différences en enregistrant, par exemple, avec les deux instruments simultanément, comme je l’expliquerai plus loin, le courant qui passe d’une dynamo à un moteur à courants alternatifs (fig. 4).
- Les à-coup nécessités par la synchronisation sont très visibles sur l’une des courbes (g) et disparaissent complètement sur l’autre (e), qui présente des déformations irrégulières.
- On s’en rend compte également en enregistrant par les deux méthodes la différence de potentiel aux bornes d’une lampe à arc.
- La courbe de l’électromètre présente des lancés (*)
- (*) A moins qu’on n’ait construit un électromètre spécial présentant des qualités équivalentes.
- caractéristiques; au contraire, la courbe du galvanomètre présente dans les portions de changement brusque un aspect ponctué, qui montre bien que le déplacement de l’instrument s’est fait sans aucune inertie.
- Cependant, si l’enregistrement est assez lent, les deux courbes sont à peu près identiques; c’est le cas de la figure 5, qui représente les courbes de différence de potentiel entre l’arc et un des crayons de la lampe ; on y voit cependant encore quelques lancés de l’électromètre.
- La méthode du galvanomètre permet de mieux préciser l’instant du contact, car la différence de potentiel est prise au moment infiniment court de la rupture.
- En revanche, elle présente cet inconvénient que
- Fig. 5. — Arc alternatif. Tension entre l’arc et un des
- crayons (réduction au 1/3). g galvanomètre,e électromètre.
- les indications sont influencées par les changements de vitesse, car les déviations sont proportionnelles au nombre des contacts.
- On l’évite en maintenant la vitesse bien constante, ainsi que cela est toujours imposé d’ailleurs. dans les expériences de ce genre.
- En tout cas, cette remarque montre qu’on peut réaliser à l’aide du galvanomètre un tachymètre simple et précis.
- Il suffit pour cet usage d’employer un appareil de contact à bras fixe et mis en rapport avec une source d’électricité à potentiel constant, et de veiller à ce que, dans les limites d’application, la durée des contacts ne descende pas au-dessous du minimum nécessaire.
- Le tachymètre galvanomètrique est actuellement le seul qui se prête à l’enregistrement photographique. Un même galvanomètre peut permettre de lire à un moment donné les vitesses de différentes machines munies chacune d'une prise de contact.
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- .512 LA LUMIÈRE ELECTRIQUE »
- . . Enfin; on peut à l’aide d’un enroulement différentiel ramener le galvanomètre au zéro, à la vitesse normale, et lire avec une haute sensibilité' ,les écarts dé régime.
- 'dispositions expérimentales.
- Dans toutes les expériences, j’ai employé des appareils jumeaux, galvanomètres ou électromè-
- Fig.' 6. — MM' cloison séparant la salle des machines de la salle des instruments enregistreurs; P, P, appareils de contact, supposés dédoublés pour la clarté du schéma; " C;C( condensateurs; G, G, galvanomètres; F. châssis enregistreur; H mouvement d’norlogerie; SS shunts; K K clefs de fermeture; mm miroirs; A arc électrique.
- très, de façon à inscrire simultanément deux phénomènes, notamment l’intensité et la différence de potentiel.
- Le montage des instruments pour l’étude d’un arc alternatif, par exemple, est représenté par le schéma ci-contre (fig. 6).
- D représente la dynamo reliée par des câbles sans résistance aux bornes d’une lampe à arc A placée dans une salle d’enregistrement complètement obscure.
- La résistance sans induction R placée dans le circuit permet de mesurer l’intensité par la différence de potentiel entre a et c.
- Appareil de prise de contact Q-) (fig. 7»> 8, 9 et 10). — 11 est porté par une planche verticale P, reposant sur un pied que l’on peut fixér solidement au plancher au moyen de vis.
- Autour d’un axe horizontal que l’on place en prolongement de l’axe A de la machine (* *) pivote un bras en métal H, qui porte à sa partie supérieure une pièce de fibre T. Cette pièce isolante porte des ressorts r logés dans la fibre et maintenus par des vis V, qui servent en même temps de prises de contact. Les ressorts sont au
- Fig. T
- nombre de quatre quand on emploie des galvanomètres.
- D’autre part, on a calé sur l’arbre de la machine un anneau en fibre F portant deux bagues isolées b, sur lesquelles frottent des balais également isolés, fixés à la planchette verticale.
- Sur le bord des bagues b sont fixés des goujons D, dont la tête dépasse légèrement les couronnes de fibre qui séparent les bagues.
- Pour faire fonctionner l’appareil, on appuie l’extrémité des ressorts contre ces couronnes, en leur donnant une inclinaison très oblique et leur faisant épouser la forme de l’anneau sur un ou deux centimètres.
- (*) Cet appareil a été exécuté par la Société VEclairage électrique.
- (*) On repère exactement la position de l’axe au moyen d’un goujon qu’on fixe à l'arbre de la machine et qui doit pénétrer dans une petite crapaudine forée au centre de l’axe du bras mobile.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 5i -3.
- A cet effet, les ressorts doivent être bien recuits et leur, extrémité découpée en forme de pelle.
- , Sous l’influence des passages répétés des goujons qui. soulèvent, légèrement les ressorts ceux-ci tendent à vibrer ; mais ces vibrations sont amorties par les couronnes de fibre,,de sorte qu’on n’a pas à craindre la rupture des ressorts tant que le nombre de contacts ne dépasse pas ioo à 120 par seconde.
- Pendant un mois, les mêmes ressorts ont fonctionné en moyenne trois heures par jour, et on n’a observé qu’une seule rupture, provenant d’ailleurs d’un recuit insuffisant.
- Quand on emploie l’électromètre, il suffit d’em-
- Fig a
- ployer un ressort au lieu de deux; mais il faut alors le disposer de façon que le contact dure aussi peu que possible.
- 11 faut avoir grand soin que les deux ressorts de charge r et de décharge r' ne puissent jamais se toucher ; il est facile de voir en effet qu’au moment du contact un courant intense traverserait directement le galvanomètre.
- 11 faut en outre vérifier l’isolement entre les ressorts; en effet, un faible courant pourrait passer de l’un à l’autre, soit par le support en fibre, soit par l’intermédiaire de la couronne sur laquelle ils frottent.
- . Avec l’appareil employé, l’isolement était suffisant même après un mois de fonctionnement continuel.
- Pour des recherches de précision, il serait du resite facile d’employer un dispositif plus parfait
- , et de remplacer la fibre par de l'ébonite; cela es*-nécessaire pour l’étude de hauts voltages. :> 11 est à remarquer d’ailleurs que le défaut d'iso-! lement entre les ressorts ne peut avoir pour, conséquence (en dehors ; de, la perte dé charge du condensateur) que d’envoyer dans le galvanomètre un courant très faible, mais alternatif; celui-ci n’a par suite aucune influence.
- Mais il faut en tenir compte quand on emploie un courant continu pour .tarer les instruments.
- Mouvement d’horlogerie. — Pour réaliser l’enregistrement continu des courbes, le bras qui porte les contacts était animé d’un mouvement de rotation uniforme au moyen d’une roue dentée N, actionnée par un pignon/;. Sur Taxe du pignon était calée une poulie à gorge G, à laquelle le mou-
- Fig. 9 et 10.
- veinent de rotation était transmis à l’aide d’une cordelette par un robuste mouvement d’horlogerie, du type employé pour les phares. Ce mouvement d’horlogerie présentait de grands frottements intérieurs, de sorte que l’embrayage subit de la poulie de l’appareibde contact ne produisait aucune altération dans la régularité de sa marche.
- L’embrayage se faisait en ramenant le bras porte-ressorts à son point de départ déterminé par un taquet d’arrêt t.
- Le mouvement du bras durait environ deux minutes, l’angle embrassé correspondant à environ deux périodes. Le bras était arrêté à fin de course par un autre taquet d’arrêt f'; la cordelette se met-: tait alors à glisser sur la gorge de la poulie jusqu’à ce qu’on fît une nouvelle expérience ; pendant la marche le glissement ne se produisait pas, grâce à la précaution qu’on avait prise de cirer la corde.
- Les quatre fils isolés aboutissant aux; ressorts.
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- 5i4
- étaient suspéndus à un petit support placé au-dessus de l’appareil et avaient un mou suffisant pour suivre le bras mobile dans son déplacement. On pourrait d’ailleurs, en compliquant un peu l’appareil, réaliser une disposition plus parfaite pour les prises de courant.
- Les points de départ et d'arrivée des courbes étant les mêmes dans toutes les expériences, celles ci étaient facilement comparables, et il suffisait de repérer une fois pour toutes les positions de ces points par rapport aux pôles des inducteurs.
- Ce repérage pouvait se faire directement en dé-
- Fig. ii. — Disposition des expériences.
- terminant la position de l’extrémité des ressorts de charge par rapport à la machine; mais il était plus simple et plus exact de les déterminer indirectement, en traçant simultanément avec les deux
- Fig. 12. — RR' rouleaux caoutchoutés formant laminoir; R' rouleau moteur; K tambour pour le papier Utilisé; H rouleau de papier sensible; F fente; r rouleau frotteur réglant la tension du papier; G planchette de guidage.
- instruments de mesure la courbe de force électromotrice de la dynamo en circuit ouvert, dont les zéros ont une position connue.
- Cela permet en même temps de vérifier si le synchronisme des deux enregistreurs est complet, comme c'est nécessaire.
- On pourrait d’ailleurs facilement inscrire les
- Fig. 13. — Lampe à arc (réduction au 1/3).
- passages de l'extrémité du ressort au milieu des pôles inducteurs au moyen d’un troisième galvanomètre servant à marquer le zéro pendant le reste du temps (1).
- (’) Faute d’un instrument spécial, on trace le zéro à la
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- Installation des instruments enregistreurs. — Les deux instruments de mesure GeG* étaient placés l’un derrière l’autre. Celui de derrière était surhaussé de façon que les rayons issus de son miroir pussent passer au-dessus du premier.
- Si l’on fait tomber un rayon lumineux sur un miroir ainsi mobile autour d’un axe vertical, le rayon réfléchi décrit un cône de même axe; en choisissant convenablement les rayons incidents sur chacun des deux instruments, on peut s’arranger de façon que les traces des deux cônes sur un écran vertical se confondent sensiblement avec une même horizontale sur une longueur d’une
- Fig. 14. — Lampe à arc.
- vingtaine de centimètres; il suffit pour cela que l’écran soit perpendiculaire au plan contenant les axes des deux miroirs et que les deux rayons incidents soient peu inclinés sur l'horizon.
- Les faisceaux incidents étaient fournis à l’aide d’une forte lampe à arc L (de 25 à 50 ampères), dont le foyer lumineux était maintenu absolument fixe, ainsi qu’on s’en assure en regardant l’image projetée sur le mur : on dirigeait à l’aide de deux miroirs articulés M, M', semblables à ceux des règles Carpentier, deux faisceaux convenablement inclinés sur les deux galvanomètres (ou électromètres); puis on masquait les miroirs par des écrans percés de petits trous ronds dont les ima-
- main, en joignant par une ligne droite les zéros des instruments inscrits avant et après chaque expérience, à titre de vérification.
- ges devaient se faire sur la fente du châssis enregistreur C.
- Par un tâtonnement un peu délicat, on arrivait à faire coïncider les points lumineux au zéro de la fente FF', le zéro étant dans le plan des axes des miroirs mobiles.
- Enregistrement photographique. — L’enregistrement se faisait sur une bande de papier sensible Lamy, qu’un appareil d’horlogerie faisait défiler d’un mouvement uniforme derrière la fente horizontale, qu’on débouchait au moment de chaque expérience, après avoir mis en marche le mécanisme.
- Le papier est préférable aux plaques, parce qu’il est moins encombrant, qu’il donne directement une épreuve utilisable, susceptible de décalque,
- Fig. 15. — I courant principal, «F force électromotrice dans les inducteurs.
- et qu’on peut avec un seul châssis faire successivement une vingtaine d’expériences. La largeur du papier était de 25 cm., ce qui permettait d’enregistrer des déviations comprise.s entre o et 10 cm. de chaque côté du zéro C1).
- Le châssis photographique comprenait au début deux bobines seulement, l’une portant le papier avant l’exposition, l’autre commandée par le mouvement d’horlogerie et sur laquelle le papier venait s’enrouler après avoir passé derrière la fente.
- Mais le diamètre du tambour s’accroissait de l’épaisseur des couches enroulées, et par suite la vitesse d’enroulement augmentait progressivement. Cette variation est inappréciable sur une seule épreuve, mais l’échelle des abscisses varie d’une courbe à l’autre.
- On a donc dû remplacer le tambour d’enroule-
- (*) L’erreur Commise dans ces conditions, en remplaçant l’arc par sa tangente, ne dépasse pas un millième.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ment par deux rouleaux RR' (fig. 12) garnis de caoutchouc et animés d’un mouvement bien régulier ; ils forment une espèce de laminoir dans lequel passe le papier, qui va s’enrouler ensuite sur un rouleau K, indépendant des deux premiers.
- CONCLUSION
- On peut, à l’aide des dispositifs précédents, qui sont en pratique fort simples, inscrire en deux ou trois minutes, au lieu de quelques heures, et avec une giande précision, les deux courbes rapportées aux mêmes axes, qui définissent complètement un courant alternatif. Les figures 13 et 14 représentent celles ainsi obtenues sur une lampe à arc à courants alternatifs alimentée par une magnéto de Méritens.
- On peut d’une façon plus générale inscrire deux ou plusieurs phénomènes alternatifs, fonctions l’un de l’autre.
- La figure 15 représente par exemple la dérivée du flux magnétique $ dans les aimants d’une machine de Méritens en fonction du courant 1. La courbe <ï> s’obtient en enregistrant la force électromotrice induite dans une bobine enroulée sur un circuit.
- Les courbes continues ainsi obtenues permettent d’étudier des phénomènes qui auraient passé facilement inaperçus dans des tracés à la main.
- Dans tous les cas, les échelles des courbes se déterminent} aisément par un tarage à l’aide de courants continus, et en tenant compte de la résistance des shunts.
- Une fois les appareils installés, on peut, en quelques heures, faire l'étude expérimentale complète d'un alternateur dans toutes les circonstances d’emploi.
- A. Blondel.
- NOUVELLE GACHE ÉLECTRIQUE
- SYSTÈME SCORZA
- Sous ce nom, l'inventeur a pour ainsi dire défini en trois mots tout ce qui constitue l’originalité et la nouveauté de son appareil, qui pourrait s’appeler aussi serrure électrique universelle. C’est en effet une serrure à multiples applications,
- bien conçue d’ailleurs, fort heureusement composée de pièces relativement simples, point lourdes quoique robustes, et qu’un mécanicien adroit peut remplacer au besoin sans ourillage spécial. Son usage, limité d’abord aux besoins domestiques pendant la période d'essais, s’est étendu aux théâtres et aux salles de conférences.
- De l’application aux besoins domestiques, nous ne dirons que quelques mots.
- Tout le monde connaît les transmissions surannées de mouvement par poignées, leviers, coudes et fils métalliques qui permettent aux di-
- Fig. 1
- vers locataires d’une maison de donner le cordon et d’ouvrir l’entrée principale de l’habitation, et nul n’ignore les désagréments de ce système, qui, en véritable pyromètre, s’allonge en été et se contracte en hiver, de façon à laisser fréquemment la porte ouverte quand il fait froid et à la clôturer solidement quand il fait chaud, le pêne mordant trop peu ou trop suivant le cas. D’où l'impossibilité d’ouvrir des étages supérieurs et la nécessité de descendre. 11 n’est pas rare que les appareils grippent à la traversée des paliers, ce qui exige un graissage et occasionne des taches. Enfin, et sans rien dire du bruit que font en se suspendant aux leviers des personnes peu familiarisées avec la mécanique, il faut compter avec les détériorations des lambris violemment fouettés par les fils de transmission. Ici, comme dans tant d’autres cas, l’électricité ost intervenue et a suppléé les concierges trop somnolents et les cordons trop indociles.
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- Le schéma ligure i indique la disposition d’ensemble d’un circuit électrique desservant une maison de cinq étages pour l’ouverture de la porte d’entrée. La gâche électrique G est fixée au battant de droite. Un double fil amène le courant d'une pile de quatre à cinq éléments A aux cinq boutons a,b,c,d,e, qu’il suffit de presser pour fermer le circuit, actionner la serrure et laisser l’entrée principale s’ouvrir. Bruits, taches, mouvements violents, lenteur, tout est supprimé. Une simple pression assure le service. Chacun peut, de chez lui, ouvrir sans effort et avec toute sécurité de manœuvre. On peut étendre et varier beaucoup l’usage de cette gâche, pour ouvrir, par exemple, à une distance quelconque une porte de
- ture des portes de dégagement du théâtre Âli-ghieri de Ravenné (1). Son installation, très étudiée, très pratique, ne peut guère être dépassée, car tous les.accidents sont à peu près prévus. Vérification constante du bon état du circuit électrique, facilité de commande de tout le réseau de fermeture, d’un endroit quelconque et, chose précieuse, par un employé quelconque absolument ignorant des questions électriques, possibilité d’ouverture des portes quelle que soit la pression d’une foule affolée, etc., telles sont les grandes lignes du système Ravaglia.
- La seule difficulté qui soit à craindre, bien
- parc ou de campagne éloignée du corps de logis, ou bien celles de longs corridors d’usines, d’écoles, de couvents, commandées directement du cabinet de l’ingénieur ou du directeur, etc.
- Le second emploi de là gâche est plus restreint, plus spécial, et cependant d’une bien plus grande importance si l’on considère le but poursuivi. C’est l’ouverture simultanée et rapide de plusieurs portes permettant, en cas d’incendie, l’évacuation presque immédiate d'une salle de spectacle ou d’un amphithéâtre. Qui ne se souvient des embrasements du Ring-Theater de Vienne, du Théâtre Italien de Nice et de l’Opéra-Comique de Paris, où faute d’issues, faute d’air, les victimes se chiffrèrent par centaines. Aucun sinistre de ce genre ne s’étant reproduit depuis quelques années, la question est naturellement négligée jusqu’au prochain désastre. C’est pourquoi nous en reparlons. Un électricien distingué, M. Ravaglia, a longuement décrit jadis, dans ce journal, une ingénieuse application de l’électricité à l’ouver-
- Fig, 3
- qu’elle paraisse avoir été habilement tournée, proviendrait du grippement du pêne contre la gâche sous la poussée des spectateurs terrorisés. Le modèle de serrure dit « gâche électrique de Scorza » obvie précisément à cet unique inconvénient des appareils antérieurs, et c’est en cela qu’il nous a paru mériter une attention particulière. Combiné avec ce qui a déjà été imaginé dans cette voie, il assure en toutes circonstances l’ouverture d’une série de portes et par conséquent l’évacuation très rapide d’un vaste local.
- Le résultat est obtenu en renversant la disposition habituelle. Au lieu d’un pêne mobile arrêté par une gâche fixe, M. Scorza a utilisé un pêne immobile et une gâche mobile.
- La figure 2 montre le principe de l’appareil..Le pêne engagé dans la cavité est retenu par la
- (l) La Lumière Electrique, t. X, p. 503.
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- gâche B. En A se voit la place d'un verrou pour les heures où les salles sont fermées au public. A l’état de repos, la pièce B est maintenue fixe par des organes que l’électricité actionne.
- En cas de besoin, au passage du courant, la gâche B est mise en liberté, se rabat suivant la position B', et le pêne n’ayant plus de point d’appui, la porte s’ouvre brusquement. Quatre éléments Leclanché assurent le fonctionnement. La figure 3 montre l’intérieur de la gâche électrique fermée pris sur pièces et les coupes de la gâche ouverte et fermée. Le pêne A, une fois abandonné par la clef, s’avance dans le sens indiqué par la flèche et s’appuie alors contre la portion mobile de la gâche qui est maintenue solidement par une lèvre d’acier B tournant autour d’un axe a a! sous l’action d’un fort ressort à boudin K. Cette lèvre B
- Fig. 3 bis
- est retenue à son tour par un doigt que commande un levier CC rappelé par un ressort H. Dans la figure, le cylindre R, qui diminue en tournant le frottement du pêne comme dans toutes les serrures, masque le doigt d’arrêt. Enfin un électro-aimant E actionne une palette P articulée avec le levier C C. Une borne à contact réglable limite le jeu de cette palette.
- Veut-on ouvrir, on lance le courant dans l’élec-tro-aimant E. La palette P attirée pivote en S et repousse le levier C. Celui-ci dégage le doigt d’arrêt qui, à son tour, met la lèvre B en liberté. Sollicitée par le ressort K, la lèvre abandonne la gâche mobile sur laquelle presse le pêne et, ce dernier portant subitement à vide, la porte s’ouvre brusquement. D'ailleurs, dès que le pêne est sorti de son alvéole, ressorts et leviers, gâche et palette, tout revient à la position de repos. 11 suffit de repousser les battants pour que la fermeture de la porte soit de nouveau complète. v 11 restait à prévoir une interruption volontaire ou accidentelle du circuit. Pour la prévenir, on place sous les yeux du concierge ou du contrôleur, qui, du vestibule du théâtre, peuvent, con-
- curremment avec le chef machiniste, ouvrir les portes supplémentaires en cas d’incendie, un petit galvanomètre traversé par le courant d’un seul élément. Pile et galvanomètre sont intercalés dans le circuit général des serrures. La déviation du galvanomètre indique ainsi l'état de ce circuit, et toute interruption s’accuse d’elle-mêmè par le retour de l’aiguille au zéro. Un simple jeu de commutateur à manette ferme quand il le faut le circuit de la grande pile et ouvre les portes.
- Le double réseau (pour concierge et machiniste) n’est pas nécessaire et, comme au théâtre de Ra-venne, le concierge pourrait suffire, mais les incendies prenant naissance en général sur la scène ou dans les décors, il semble plus prudent que le chef machiniste puisse ouvrir les issues dès le début de l’accident, avant même que la vue des flammes n’affole le public. Le concierge, averti seulement par une sortie tumultueuse, sera forcément en retard de plusieurs minutes sur les machinistes. Or, dans l’incendie du théâtre de Nice, il a suffi, comme peuvent le dire les témoins de ce sinistre, de quelques minutes pour que l'asphyxie devançant le feu fît deux cents cadavres. Un système qui peut prévenir de tels désastres nous a paru mériter mieux qu’une simple mention.
- P. Marcillac.
- RECHERCHES RÉCENTES
- SUR LES
- RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES (»)
- 5. Enfin des objections ont été présentées à la manière de voir qui avait guidé Hertz et la plupart des savants qui se sont occupés de ces questions. Je rappellerai seulement les premières expériences de MM. Sarrazin et de la Rive concluant à la non existence d’une vitesse de propagation définie dans l’air, ou tout au moins l’absence d’une vibration de période déterminée. Il semble toutefois que la première de ces objections soit aujourd’hui à peu près écartée.
- Mais je crois devoir analyser avec détail un tra-
- (!) La Lumière Electrique du 5 septembre 1891, p. 436.
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- vail récent de MM. Hagenbach et lebnder (') qui introduit dans la question des vues toutes nouvelles.
- Les auteurs ont cherché à voir, autant que les mesures expérimentales le permettaient, si les phénomènes de vibrations électriques conduisent nécessairement à l’adoption des vues de Faraday et de Maxwell sur la propagation par ondes de l’énergie et s’ils ne peuvent pas s'expliquer d’une façon entièrement satisfaisante en pariant des lois connues et généralement admises de l’induction électromagnétique.
- Ils avaient tout d’abord, en répétant les expériences exécutées par Hertz sur les miroirs paro-boliques, rencontré des phénomènes que l’analogie entre la radiation lumineuse et la radiation électromagnétique ne laissait guère prévoir. Par exemple, une lame de tôle empêchait la production d’étincelles dans le conducteur secondaire
- < O <->
- Fig. i et 2.
- aussi bien lorsqu’elle était placée parallèlement au rayon (fig. 2) que lorsqu’elle lui était perpendiculaire (fig. 1).
- Bientôt convaincus qu’on ne pourrait avoir d’idées exactes sur les phénomènes qui se produisent dans les conducteurs primaire et secondaire qu’en contrôlant par des expériences de mesure l’observation de l’étincelle, MM. Hagenbach et Zehnder ont d’abord employé un électroscope à feuilles d’aluminium dont on lisait les déviations au moyen d’un microscope pourvu d’un micromètre oculaire. Cet appareil rendit beaucoup de services ; en particulier il permit de vérifier l'influence périodique de la variation de longueur du conducteur secondaire sur les phénomènes d’induction ; toutefois on l’abandonna parce qu’il était soumis à de nombreuses perturbations et on n’employa que l’électromètre et le galvanomètre.
- Phénomènes électriques dans le conducteur primaire. —- Les deux parties de ce conducteur avaient exactement la forme et les dimensions de
- (*) Virhandlungen der Natarforscbeitdén Gesellschaft in Baset, t. IX, p. 509, 1891.
- celui qu’avait employé Hertz. 11 était entretenu par un appareil de Ruhmkorff dont la bobine d’induction avait 35 centimètres de long et 13 centimètres de diamètre ; un interrupteur de Deprez à oscillations rapides fermait le courant de 20 ampères environ fourni par trois accumu-lateu rs.
- Si bien connue que soit la théorie de cet appareil on a cru nécessaire de fixer par des expériences les idées relatives à ce qui se passe dans le conducteur primaire. Par suite de l’action de P ex* tra-courant, du condensateur et de l’interrupteur, le courant qui traverse la bobine inductrice croît lentement, demeure constant pendant un temps extrêmement court, tombe brusquement à zéro,
- b b
- U U
- Fig. 3
- pour croître de nouveau lentement, et ainsi de suite, comme l’indique la courbe supérieure de la figure 3, où l’on a porté en abscisses les temps et en ordonnées les intensités de courant.
- La courbe inférieure représente le courant qui passe dans la bobine induite et qui est proportionnel à la force électromo'trice d’induction, c’est-à-dire à la dérivée par rapport au temps du premier courant. Dans cette courbe les aires A et B sont égales. Quand la bobine induite est fermée sur un fil conducteur, ce fil est traversé au moment de l’ouverture et de la fermeture du circuit primaire, par des courants de sens inverse ; puisque l’intégrale de temps de la force électromotrice est la même pour ces deux courants, les quantités d’électricité qui s’écoulent dans un sens ou dans l’autre sont égales. Si on met dans le circuit un galvanomètre à longue période et qu’en ouvrant ou fermant le courant primaire avec la main on fasse agir isolément les deux courants induits, l’aiguille du galvanomètre est déviée à peu près j de quantités égales à droite ou à gauche. Si au
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- contraire on met en jeu l’interrupteur, les décharges suivent rapidement et l’aiguille reste au zéro ; au commencement elle reçoit seulement une impulsion dans un sens et à la fin une impulsion en sens contraire.
- Cependant les tensions des deux courants sont très différentes, comme l’indique la courbe et comme le prouve l’expérience, puisque le courant d’ouverture correspond à une distance explosive de 40 millimètres et le courant de fermeture à une distance de 0,13 millimètre seulement. Si on réalise la disposition de la figure 4, le galvanomètre éprouve une déviation correspondant au courant d’ouverture', cette déviation croît d’abord avec la distance des boules du micromètre, puis
- Fig. 4 et 5
- décroît et s’annule quand il ne peut plus jaillir d’étincelles.
- On obtient une action du courant de fermeture à faible tension en réalisant la disposition de la figure 5 ; le courant d’ouverture passe en partie à travers l’interrupteur et c’est l’autre qui exerce l’action prépondérante dans le galvanomètre; bien entendu cette expérience ne réussit que quand la distance explosive est faible et que le galvanomètre a une grande résistance.
- Dans le conducteur primaire employé la distance explosive était de 4 millimètres; par suite le courant d’ouverture seul pouvait le franchir et l’électricité ne pouvait passer que dans un seul sens. On reconnaît très nettement ce fait par l’observation des figures de Priestley, produites par le transport de la matière et l’oxydation, car on ne voit que sur la partie positive les trous noirs et. sur la partie négative les anneaux colorés.
- Ainsi, à chaque ouverture du courant principal correspond une étincelle jaillissant dans un sens parfaitement déterminé, mais qui peut toutefois, comme on va le voir, se composer de plusieurs décharges partielles se succédant à intervalles rapides. En effet si pour une valeur déterminée
- de la distance explosive, on donne aux deux parties du conducteur primaire des capacités telles que les quantités d’électricité qui sont fournies par le courant d’ouverture les portent à des potentiels dont la différence corresponde à la longueur de l’étincelle, on n’aura qu'une étincelle. Si, dans ces conditions, on vient à diminuer la distance des conducteurs, la même quantité pourra se décharger en plusieurs fois et les décharges seront probablement plus fréquentes au moment du maximum de la force électromotrice. Il pourra se faire aussi que le passage de l’étincelle diminue la résistance et modifie ainsi la loi de succession des décharges ; la self-induction pourra aussi jouer un rôle.
- « Nous ne voulons pas, disent les auteurs, discuter la question de savoir jusqu’à quel point il est légitime de donner le nom de « vibration » à des décharges partielles successives par lesquelles l’étincelle correspondant au courant d’ouverture est décomposé par la capacité limitée du conducteur primaire ; nous nous permettons seulement de remarquer que, au moins dans toutes les recherches que nous connaissons, on n’a pas plus démontré, par des expériences directes, le mouvement alternatif de l’électricité correspondant aux impulsions opposées dans l’interrupteur du conducteur primaire, que l’égalité des intervalles qui séparent les décharges, tandis que ces hypothèses sont toujours admises implicitement pour les vibrations sonores et les vibrations lumineuses.
- « La décomposition de l’étincelle en décharges partielles joue, à notre avis, un rôle fondamental dans les phénomènes dits de résonance; comme nous avons l’intention d’étudier de plus près ce point important, nous ne nous en occuperons pas plus longtemps pour le moment. »
- Phénomènes électriques dans le conducteur secondaire. — Considérons maintenant l’action que doit exercer, d’après les lois connues de l’induction, une décharge isolée du conducteur primaire; et négligeons d’abord l’existence des décharges partielles successives. Le courant de décharge varie très rapidement jusqu’à son maximum et s’annule de même. Tant qu’il croît, la force électromotrice induite conserve le même signe ; elle en change lorsqu’il décroît. La figure 6 représente, à la partie supérieure la variation du courant inducteur, à la partie inférieure la variation du cou-
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- rant induit; les deux premières courbes correspondent à une variation symétrique par rapport au temps, les suivantes à un cas un peu moins simple. On a encore ici l’égalité des aires a et b.
- Si le conducteur secondaire est fermé, il est clair qu’on aura deux courants successifs mettant en mouvement les mêmes quantités d’électricité et qu’un galvanomètre ne donnera aucune indication. Mais les choses se passent d'une autre façon quand on interrompt le conducteur secondaire par un micromètre à étincelles, qui laisse passer plus facilement les courants de forte tension.
- On a employé d’abord un conducteur secon-
- • \j
- Fig. 6
- daire formé d’un fil de cuivre, comme celui de Hçrtz, puis on l’a remplacé par deux lames de laiton de 0,5 mm. d’épaisseur, de 5 centimètres de large et de 50 centimètres de long; entre les deux lames on intercalait l’interrupteur à étincelles, que l’on reliait aux extrémités en regard des conducteurs par des fils de 37 centimètres de long. Les dimensions exercent, comme l’a montré Hertz, une influence considérable sur la résonance; on a donc recherché expérimentalement les conditions favorables, et en particulier on a tâché de réaliser la symétrie complète de part et d’autre de l’interrupteur.
- On s’est occupé aussi soigneusement d’isoler parfaitement toutes les parties du conducteur secondaire, et de ne réunir que par des fils rectilignes les lames de laiton et l’interrupteur. Dans cette partie de l’appareil, on a réalisé la symétrie, et dans les expériences définitives on a employé deux fils de platine de 2,2 mm. d’épaisseur, légè-
- rement arrondis à leurs extrémités en regard et mus par une vis micrométrique isolée.
- Les conducteurs primaire et secondaire étaient ou bien placés à différentes distances l’un de l’autre, ou disposés suivant les lignes focales de deux miroirs paraboliques distants de 6 mètres, qui avaient les mêmes dimensions que ceux de Hertz.
- Dans les deux cas, les caractères essentiels du phénomène étalent les mêmes; seulement avec les miroirs l’intensité était à peu près la même que sans miroirs, à une distance de 1 mètre; la plus grande distance à laquelle on put faire des mesures sans miroirs fut de 2,35 mètres.
- On a fait d’abord des observations sur les différences de potentiel. Pour les mesurer on se servait de l’électromètre Mascart-Carpentier. L’aiguille d’aluminium était portée à un potentiel constant et les deux moitiés du conducteur secondaire étaient reliées aux quadrants (une différence de potentiel de 1 volt donnait une déviation d’environ six divisions de l’échelle); on reliait aussi les quadrants à une pile constante et l’aiguille à l’une des moitiés du conducteur (quand l’aiguille était un potentiel de 1 volt, la déviation atteignait 12 divisions); cette seconde méthode permettait d’étudier séparément les deux parties du conducteur secondaire.
- Dans toutes les expériences faites avec l’électromètre, on observa une déviation au moment où les étincelles commençaient à apparaître à l’interrupteur.
- Tandis que l’électricité se déplace toujours dans le même sens dans les étincelles primaires, les étincelles du conducteur secondaire jaillissent alternativement dans les deux sens. On est forcé de l’admettre quand on observe les extrémités arrondies des électrodes de platine, sur lesquelles les figures dessinées par l’oxydation sont les mêmes des deux côtés; il a été absolument impossible de mettre en évidence une différence quelconque.
- Quand la distance des électrodes de l’interrupteur secondaire est telle que les étincelles jaillissent régulièrement, voici ce qu’on observe à l’électromètre dont les connexions sont établies suivant la première méthode :
- Aussitôt que les étincelles primaires commencent à jaillir fortement, on observe de petites étincelles secondaires et l’électromètre est dévié; la déviation varie beaucoup suivant les circon-j stances; elle n’est pas absolument constante, l’ai-
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- guille oscille aux environs de 10 à 20 divisions et plus; on n’observait que la valeur moyenne.
- En général, l'aiguille était d’autant plus tranquille que l’interrupteur fonctionnait plus régulièrement et que les étincelles primaires jaillissaient avec plus d’uniformité, ce qu’on reconnaissait au bruit qu’elles produisaient.
- Tant que la bobine d’induction fonctionne, cette déviation conserve à peu près la même valeur moyenne. Mais dès qu’ori interrompt le courant, l’aiguille prend une déviation absolument constante, complètement indépendante de la première en grandeur et en direction, et qui peut aller jusqu’aux extrémités de l’échelle, ce qui correspond à 40 volts. Par exemple, dans une expérience, il arriva que la première déviation fut comprise entre 10 et 20 divisions de l’échelle à droite et qu’après l’interruption du courant elle dépassa 200 divisions à gauche; l’aiguille revenait alors très lentement à sa position d’équilibre.
- Pour expliquer ce fait, il faut remarquer avant tout que le temps pendant lequel jaillit l’étincelle primaire et agissent les forces électromotrices -j-e et—e est extrêmement petit vis-à-vis de l’intervalle de temps qui sépare deux étincelles successives. Dans la déviation de l'aiguille, il ne faut considérer que les charges que possède l’électro-mètre dans les intervalles qui séparent deux étincelles primaires consécutives.
- Cherchons d’abord comment et dans quelles circonstances les forces électromotrices induites peuvent charger les deux moitiés du conducteur secondaire et l'électromètre qui leur est relié. Supposons qu’une étincelle primaire jaillisse; la force électromotrice -f- e chassera, dans un certain sens, l’électricité positive dans les conducteurs secondaires, puis la force—e en sens contraire; ce second moment est favorisé par l’accumulation d’électricité produite par le premier; si celui-ci a donné naissance à une étincelle, le second en produira une également, d’autant plus que le passage de la première étincelle a diminué la résistance de l’interrupteur. Par suite, l’électricité positive, indépendamment des grandeurs de -J- e et — e, se déplacera plus facilement dans un sens que dans l’autre. Chaque étincelle primaire produit donc une charge de l'électromètre dont la l grandeur et le signe peuvent, suivant les circonstances, varier beaucoup d’étincelle à étincelle; le I signe de la charge tiendra à la valeur relative des J
- forces électromotrices dans un sens et dans l’autre aux causes que l’on vient d’indiquer.
- Pour observer les charges produites par une étincelle isolée, on interrompait le courant de la bobine d’induction avec la main et on observait les déviations de l’électromètre. On obtenait les valeurs les plus diverses, ce qui est tout naturel, puisque l’interruption du courant n’avait jamais lieu deux fois de la même façon.
- Passons maintenant au cas ordinaire, où il ne se produit pas une étincelle isolée, mais où l’interrupteur est en activité. Dans ce cas, chaque étincelle primaire modifie par induction la charge du conducteur secondaire et de l’électromètre; la force agissant sur l’aiguille ne reste constante que pendant le court intervalle qui sépare deux étincelles et elle prend ensuite brusquement une valeur nouvelle. Comme cet intervalle est très court vis-à-vis de la durée d’oscillation de l’aiguille, celle-ci ne peut suivre toutes les impulsions qu’elle reçoit et subit une déviation résultante. Ce n’est que lorsqu’on interrompt le courant que la charge existante produit toute son action et donne à l’aiguille une déviation constante.
- On pouvait donc mesurer deux quantités, la valeur moyenne de la déviation variable ou la déviation constante. Dans le second cas, on adoptait la deuxième disposition et on reliait l'aiguille successivement à chacune des moitiés du conducteur secondaire; on faisait jouer l’interrupteur pendant quelques secondes, puis on l’arrêtait. Voici quelques valeurs de la déviation obtenue pour les deux moitiés du conducteur primaire :
- + 22 — 34
- — 40 + 25
- — 22 _L •7
- + 21 — 26
- — *7 4 U
- Les signes sont toujours contraires pour les deux parties du conducteur; quant à l’inégalité des valeurs absolues, les auteurs l’attribuent aux différences des pertes dues à l’imperfection de l'isolement.
- Passons à la mesure de la déviation variable, qui dure tant que l’interrupteur est en activité. Ici la distance explosive joue le rôle essentiel; pour étudier son influence, on l'a fait varier depuis sa valeur maxima jusqu’à zéro. Voici les résultats de trois séries d’expériences (le signe est celui de la partie du conducteur secondaire qui
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- se charge positivement sous l'action de la force + e):
- Distance explosive Déviation moyenne
- en microns_([A) en divisions de l'échelle
- 20 + 107 4- 12
- lô + 7' + 48 + 63
- 12 + 5 — 7 + 1
- 8 — '3 — 21 — '9
- 4 — >4 — 29 — 20
- 0 o O O
- Pour les distances supérieures à iô^., les oscillations étaient très étendues et les étincelles étaient irrégulières et intermittentes.
- On ne peut s'attendre à une grande régularité dans les nombres obtenus; toutefois l’examen du tableau complet montre nettement que, pour les grandes distances explosives, l'électricité positive se déplace principalement dans le sens de la force électromotrice+ £, que pour une distance de ioja, elle va à peu près en quantités égales dans les deux directions, et que pour les distances faibles elle se déplace dans le sens de la force —e. Ce fait s’explique facilement si on admet qu’en moyenne la force -\-e est plus grande en valeur absolue que la force —e, c’est-à-dire que l’étincelle primaire met: plus de temps à croître qu’à décroître. Les forces -\-e atteignent plus facilement que les forces —e la valeur nécessaire pour vaincre la résistance de l’interrupteur, quand la distance explosive est grande, tandis que, pour les faibles distances, les forces sont toujours suffisantes dans les deux sens, et en outre, comme on l’a vu, l’électricité amenée par la force -f- e est partiellement ramenée par la force — e.
- Pour mesurer les intensités de courant dans le conducteur secondaire, on a employé un galvanomètre de Wiedemarin donnant une déviation de 3 divisions pour un courant de io-8 ampère. On obtient à peu près les mêmes résultats en le reliant aux extrémités en regard ou aux extrémités opposées des moitiés du conducteur secondaire. On remarquera qu’ici comme dans les expériences de M. Waitz, il passe un courant dans le galvanomètre placé en dérivation sur l’interrupteur, en même temps que des étincelles dans l’interrupteur. Ce fait ne peut s’expliquer, d’après MM. Ha-genbach et Zehnder, que si la force électromotrice e atteint son maximum en un temps très court.
- Pour ce qui est de l’action sur le galvanomètre, il faut remarquer que l’ensemble du système con-
- stitué par le conducteur secondaire est isolé et que par suite la quantité d’électricité positive qui se déplace dans un sens est égale à la quantité qui se déplace en sens inverse. Si cette électricité va de bas en haut, par exemple, dans l’interrupteur, une quantité égale va en sens inverse dans le galvanomètre; par suite, on peut de la déviation de l’aiguille, conclure le sens du courant dans l’interrupteur. On a étudié aussi la façon dont la déviation dépend de la grandeur; voici quelques-uns des nombres obtenus avec les miroirs; le signe positif indique que le courant passe dans le sens de la force électromotrice -f- e.
- Distance explosive Déviation moyenne
- en microns en divisions de l’échelle
- 20 4- 4 + 6 + 2
- l6 + l3 + 24 + 15
- 12 + 28 + 28 + 37
- 8 + 22 + '5 + 39
- 4 — 2 — 3 — 2
- ' 0 0 0 0
- Ces résultats s'accordent en gros avec ceux qu’avait donnés l’électromètre; quand la distance explosive est grande il passe plus d’électricité positive dans le sens où agit la force + e, et quand la distance est petite il en passe plus en sens inverse. Toutefois on constate qu’on a surtout des déviations positives; ce fait n’est d’ailleurs pas absolument général, car dans d’autres expériences, spécialement celles qu’on exécutait sans les miroirs, les nombres négatifs étaient en plus grande quantité.
- On a admis dans ces considérations qu’il ne se produit qu’une étincelle primaire; il est facile de voir que même dans le cas d’une série de décharges partielles les faits essentiels restent les mêmes, car on peut appliquer les considérations à chaque décharge et la diversité d’action des étincelles s’explique plus facilement. Dans l’interrupteur secondaire il peut se produire également, si la distance explosive est courte, une décomposition de l’étincelle, ce qui complique encore le phénomène.
- Voici en quels termes concluent les auteurs :
- « Des nombreuses expériences que nous avons exécutées et dont nous n’avons indiqué que quelques exemples, il résulte avant tout pour nous que les étincelles secondaires produites par induction sont d’une nature tout autre que les étin-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- celles primaires. A une seule décharge passant toujours dans le même sens dans l’interrupteur primaire correspondent deux décharges se suivant immédiatement et passant en sens inverse dans l’interrupteur secondaire; de ces décharges c’est tantôt l’une, tantôt l’autre qui l’emporte, suivant l’action déterminante qu’exercent aussi bien la naissance et la disparition, soumises à toutes les circonstances possibles, de l’étincelle primaire que la constitution et la grandeur de l’interrupteur secondaire.
- «En s’appuyant sur les lois connues del’induc-tion on peut se rendre parfaitement compte des caractères essentiels de ce phénomène très complexe, bien qu’il ne soit pas possible de suivre le phénomène dans tous ses détails à l’aide du calcul.
- « 11 sera difficile, au contraire, d’expliquer la diversité si on considère, avec M. Hertz, les étincelles primaires comme des vibrations simples absolument régulières, dont l’énergie, se propageant suivant les idées de Maxwell, à travers le milieu diélectrique, excite à son tour dans le conducteur secondaire des vibrations semblables également simples.
- « Quant à l’explication de la résonance, la nature de l’action à distance et l’influence qu’exercent sur elle les conducteurs et les diélectriques et la formation connexe de maxima et de minima, nous ne nous prononçons pas pour le moment, parce que nous espérons déduire d’abord de nouvelles expériences une explication de ces phénomènes ».
- Comme on le voit, le point capital de l’argumentation est l’impossibilité, pour la décharge disruptive, de franchir dans les deux sens la distance explosive du conducteur primaire; les auteurs en concluent à l’impossibilité de l’existence d’une vibration; si j’ai bien compris la pensée de Hertz, il me semble qu'il ne considère pas la décharge disruptive elle-même comme constituant l’oscillation, mais qu’il admet que chaque fois qu’une étincelle jaillit, elle fait naître des oscillations extrêmement rapides, dont la durée est de l’ordre du cent-millionième de seconde.
- 6. J’ai cité plusieurs travaux ayant pour but de vérifier les conséquences de la théorie électromagnétique, en particulier dans les phénomènes de réflexion et de réfraction. L’interprétation de ces expériences est assez délicate. A ce sujet, M.
- Kœnig a fait à la Société de Physique de Berlin (*) la communication suivante sur les analogies optiques des expériences de Hertz :
- « Hertz compare l’action de son réseau polarisant à celui d’une lame de tourmaline, mais il néglige le fait que le réseau polarisant réfléchit le rayon qu'il ne laisse pas passer, tandis que la tourmaline l’absorbe. L'analogie est plus parfaite si on compare le réseau polarisant non pas à une tourmaline, mais à ces substances qui possèdent une coloration superficielle. C’est le cas avec diverses teintes pour les platino-cyanures, avec presque toutes les couleurs pour l’iode. Une couche très mince de ces cristaux laisse passer entièrement un rayon et réfléchit métalliquement le rayon polarisé à angle droit du premier.
- L’analogie des deux phénomènes n’est pas absolument complète, parce que dans les cristaux l’anisotropie est une propriété des molécules, tandis que dans le réseau polarisant c’est au contraire une propriété de masses finies, résultant d’une disposition convenable de masses isotropes conductrices et non conductrices. On peut se demander si on connaît déjà une influence d’aniso-tropie sensible de cette espèce dans les phénomènes optiqnes. Comme il s’agit de phénomènes qui se produisent à la séparation d’un métal et d’un milieu transparent, on pourrait citer d’abord les phénomènes de polarisation de M. Gouy. On ne s’explique pas encore pourquoi la lumière est rayonnée, de la tranche fortement éclairée d’une lame mince de métal à l’intérieur de l’ombre géométrique; mais c’est toutefois un fait bien remarquable que dans cette lumière manque la composante polarisée normalement au bord de l’écran et vibrant par suite parallèlement au bord. La relation qui pourrait exister entre les expériences de Hertz et une expérience de Fizeau éclairerait peut-être mieux la question. La lumière qui a passé par des fentes étroites est, suivant la largeur de là fente, polarisée perpendiculairement ou parallèlement à la fente; mais, pour les largeurs les plus faibles — inférieures à o,oooi mm. — elle est toujours polarisée parallèlement à la fente; ici encore manque la composante qui vibre parallèlement au bord de l’ouverture.
- « Hertz a étudié, au point de vue théorique et expérimental, la distribution de la force électrique autour d’une vibration électrique rectiligne. Le
- (i) T, VIII, p. j6, 1889,
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- problème optique correspondant — distribution des amplitudes autour d’une vibration rectiligne donnée en un point ou sur un élément de surface — a été traité par Stokes en 1850.
- « Partant des équations fondamentales de la théorie élastique de la lumière, il est arrivé, pour l’amplitude, à des équations qui ne diffèrent des équations de Hertz pour la force électromotrice que par un terme d’ordre supérieur. Si on prend ce point comme centre d’une sphère de grand rayon, et la direction de la vibration comme axe de cette sphère, à la surface la vibration est toujours parallèle au méridien, normale au rayon et son amplitude varie comme le cosinus de la latitude. Si la distance est de l’ordre de la longueur d’onde, les termes qui donnent cette distribution s'évanouissent devant les termes d’ordre supérieur. Stokes remarque qu’ils représentent un mouvement correspondant à un certain problème d’hydrodynamique. Il est beaucoup plus facile de le voir en suivant la voie qu’a prise Hertz pour traiter le problème d'électricité. 11 montre que les termes qui caractérisent le mouvement au voisinage immédiat du centre d’ébranlement peuvent se déduire d’un potentiel qui a la forme suivante :
- d(-)
- Csin(»*)—
- C’est le potentiel d’un double point électrique dont le moment varie périodiquement entre + C et — C.
- On peut arriver aux mêmes considérations en partant des équations fondamentales de la théorie élastique de la lumière. En introduisant les vitesses au lieu des élongations, le potentiel précédent peut être considéré comme le potentiel de vitesses des particules d’un fluide incompressible sans frottement, dans lequel une sphère solide exécute des oscillations rectilignes, en admettant que l’amplitude de ces vibrations est petite vis-à-vis de r. Les expériences de Hertz se relient alors étroitement aux recherches hydrodynamiques de M. Bjerkness.
- Ces relations sont d’ailleurs purement formelles. Une question plus importante, c’est de savoir si la loi de distribution des intensités, telle qu’elle résulte du théorème de Stokes ou des équations de Hertz, a trouvé une expression expérimentale dans un phénomène optique quelconque. Les particularités qui se produisent au voisinage de la vi-
- bration, il est impossible de les mettre en évidence, à cause de la petitesse des longueurs d'onde. On ne peut donc s’occuper que de la loi de distribution qui s’applique aux grandes distances. 11 y a deux séries de phénomènes dans lesquels cette loi se présente :
- i° La façon dont se comporte la lumière polarisée dans la réfraction ; Stokes a appliqué directe-tement ses considérations à la distribution des intensités dans l’onde secondaire. Les expériences sur les réseaux par transparence ont donné des résultats très variables. Les résultats obtenus par Froehlich dans la réflexion sur les réseaux de verre sont beaucoup plus marquants. Comme l’a montré Réthy, ils s’expliquent en admettant que de chaque point du réseau part une onde sphérique dont l’axe a une position déterminée et sur laquelle la loi de distribution des amplitudes est exactement la même que celle de la force autour d’une vibration de Hertz; mais à cause de la complexité des phénomènes de diffraction on pourra trouver que la relation est ici très indirecte. Elle est beaucoup plus nette si on considère :
- 20 La diffusion de la lumière par les milieux troubles. Quand un rayon de lumière polarisé rectilignement tombe sur un pareil milieu, la lumière envoyée d’un élément de ce milieu dans toutes les directions a une distribution déterminée quant à la direction et à l’intensité des vibrations. La loi de cette distribution a été établie par les recherches de Soret et Lallemand, et elle s’accorde exactement avec la loi de Stokes et la distribution de la force électrique autour d’une vibration de Hertz. Le phénomène est donc le même que s’il existait dans l’élément correspondant une vibration rectiligne, électrique ou magnétique.
- Comme elle est produite et entretenue par la lumière incidente, il est plus exact de la comparer non à la vibration primaire, mais à la vibration secondaire de Hertz. Cette remarque suggère la pensée que, même dans ces phénomènes optiques, la résonance joue un rôle et détermine la façon dont l’intensité de la lumière diffusée dépend de la couleur.
- Cette hypothèse est peut-être inutile ; tout au moins lord Rayleigh a donné une théorie de ces phénomènes en admettant la loi de Stokes, sans admettre d’action de résonance. D’après cette théorie, l’intensité de la lumière diffusée est inversement proportionnelle à la quatrième puissance de la longueur d’onde. Cette loi s’accorde
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- avec le sens du phénomène; les mesures quantitatives manquent (*) Quoi qu’il en soit, je crois, conclut M. Koenig, que l'on peut considérer ces faits comme des phénomènes optiques, entièrement analogues aux expériences de Hertz.
- C. Raveau.
- {A suivre.)
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Lampes sans filament de Kennedy (2).
- Au cours de recherches faites en- 1881 et 1882 sur les propriétés des courants alternatifs et des bobines d’induction, M. Kennedy a expérimenté
- Fig. 1
- des tubes et des ampoules raréfiées dans des conditions variées. 11 a observé fréquemment sous de hautes tensions, avec une bobine d’induction donnant 150 périodes par seconde, sous une pression de 100 à 10000 volts, que les fils de liaison en platine fondaient à l’entrée des tubes raréfiés. L’effet observé l’avait conduit à la construction d’une lampe représentée figure 1, d’après une patente n° 4752 de 1882.
- Le conducteur en forme de crayon était un charbon Carré de 2 millimètres environ de diamètre, comme on en emploie dans les lampes à incandescence mixtes de Joël, et l’autre conduc-
- \
- (‘) Depuis que ces lignes ont été écrites, des recherches ont été entreprises sur ce sujet par M. Hurion (Comptes rendus, 22 juin 1891). Elles ont vérifié la théorie.
- (’) D'après VElectrical Review de Londres.
- teur était un bouton de charbon; ces deux conducteurs chauffaient quand on faisait passer le courant de la bobine d’induction, et sous 7000 ou 8000 volts le crayon de charbon atteignait une température suffisante pour faire fondre le fil de platine auquel il était relié ; il n’y avait pas apparence d’arc; le crayon chauffait uniformément et le bouton chauffait aussi, mais sa grande masse empêchait l’élévation de sa température.
- Les figures 2 et 3 représentent en plan et en coupe une autre lampe du même brevet, dans
- Fig. 2 et 3.
- laquelle il y avait deux plaques très légères et des fils isolés jusqu’aux points de contact, des plaques. On s’est d’abord servi de plaques faites de papier parchemin végétal carbonisé. Cette lampe était meilleure que la première et pouvait rester allumée, car la conductibilité du platine maintenait basse la température des points de contact b et d. Cette lampe finit aussi par la fusion des fils de platine b et d au voisinage des plaques quand on fit passer le courant de la bobine sous toute la tension disponible.
- Les figures 4 et 5 représentent par côté et par bout une autre lampe, et la figure 6 une lampe avec fils en spirale.
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- JOURNAL UNIVERSEL D‘ÉLECTRICITÉ
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- Dans toutes ces lampes on employait le charbon et on obtenait de bons résultats; le charbon brillait avec intensité tant qu’on ne provoquait pas la fusion du platine. On fit pareillement des lampes de même construction avec des oxydes et des mélanges infusibles, mais c’est le charbon qui donna le meilleur résultat; la seule particularité à opposer à son emploi était le noircisse-
- ment des ampoules, comme il se produit avec les filaments des lampes ordinaires.
- La dynamo employée était un alternateur Siemens frères, avec une bobine d’induction dans le rapport de 12 à 1. Une pompe à mercure de Geissler servait à faire le vide.
- Dans tous les cas on employait la basse fréquence de 150 périodes, et pour éviter le passage
- Fig. 4. 5 et 6
- du courant d’un fil à l’autre dans l’ampoule, on les y faisait entrer à l’opposé l’un de l’autre.
- J’ai obtenu la lumière, dit M. Kennedy, avec de hautes pressions et de faibles fréquences, tandis que M. Tesla se sert de hautes fréquences et de hautes pressions P).
- E. R.
- Du maximum d’économie dans l’emploi, des lampes A. incandescence, par H. Ward Leonard.
- Depuis quelques années, on a maintes fois attiré l’attention sur ce fait que le calcul du rendement des lampes à incandescence doit s’appuyer sur la vie entière, de la lampe et non pas seulement sur la période de début. Pour chaque lampe il y a une durée qui donne le maximum d’économie.
- On sait en effet que la durée d’une lampe diminue lorsque le rendement augmente c'est-à-dire lorsque le nombre de watts exigé pour la production d’une bougie diminue. Le prix de la lampe étant déterminé ainsi que le prix du cheval-heure, il y a lieu de déterminer quel est le régime qui est le plus économique. On peut résoudre ce problème assez facilement en faisant certaines hypothèses sur les variations de la résistance et du rendement de la lampe avec le temps. Nous montrerons comment dans un prochain article. (*)
- (*) Voir aussi dans 1 ’Electrical Review de Londres de 1880, des expériences analogues de M. Gordon.
- Auparavant nous voulons analyser sommairement un mémoire de M. Ward Leonard dans lequel il examine la question au point de vue financier, en partant des bases généralement admises dans l’exploitation.
- Considérons deux lampes, l’une de 16 bougies à 100 volts et 0,5 ampère, l’autre de 24 bougies à 110 volts et 0,676 ampère. La première absorbe 50 watts, soit 3,1 watts par bougie; la seconde, qui absorbe 75 watts, a la même consommation de 3,1 watts par bougie; ces deux lampes auront la même durée moyenne, puisque l’incandescence du charbon est la même dans les deux cas. Admettons que cette durée soit de 600 heures.
- Réduisons maintenant à 104 volts la pression de la seconde lampe ; le courant sera également réduit à 0,623 ampère et le nombre de watts absorbé par la lampe sera de 65. Mais l'intensité lumineuse de la lampe ne sera plus que de 16 bougies, ce qui correspondra à 4,06 watts par bougie. Par contre la durée de la lampe sera de 1500 heures au moins.
- Le second cas sera-t-il plus économique que le premier ? C'est ce que les calculs suivants vont permettre de décider.
- D’après un rapport de M. C.-E. Emery, le prix du cheval-vapeur pendant 10 heures par jour et pendant 300 jours l’année, produit à l’aide d’une machine à vapeur de grande puissance, est de 274 francs environ. Le prix de l’anthracite employée est de 22 francs la tonne ; sur 274 francs,
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- 126 francs représentent la dépense de combustible, le reste est occasionné par les frais divers de l’installation. Le cheval-heure coûte ainsi 9 centimes.
- Le prix de l’énergie dépensée dans le filament d’une lampe à incandescence pour produire 16 bougies varie suivant le degré d’incandescence auquel la lampe est poussée ; ce prix est donné dans le tableau suivant :
- Nombre de watts par bougie
- Prix de la lampe-heure de 16 bougies
- 2,77
- 3,'
- 3.6
- 4
- 0,68 centime. o,73 —
- 0,89 —
- 1,00 —
- Admettons que la durée des lampes ci-dessus soit de
- 300 heures pour les lampes de 2,77 watts.
- 600 — — 3,'
- 900 — — 3,6
- 1500 — 4,o
- et supposons que la lampe coûte 2,20 fr.
- Le prix du remplacement sera alors réparti sur la lampe-heure comme suit.
- Lampe de 2,77 watts.
- - 3,i —
- — 3,6 —
- 4,o —
- 0,77 centime. 0,38 —
- 0,26 —
- 0,15 —
- ! Le coût total de la lampe-heure, comprenant le prix de la puissance dépensée dans le filament et le prix du remplacement de la lampe, est donné
- dans le tableau suivant :
- Lampe de 2,77 watts. 3 I _ 1,41 centime.
- 1 — 3,6 — 1,11 ','3 —
- — 4,0 — '.,'5 —
- On voit que la lampe de 5,1 watts par bougie et correspondant à une durée de 600 heures donne les résultats les plus économiques.
- i Dans les comparaisons précédentes, la dépense de combustible constitue l’un des principaux facteurs qui grèvent le prix de la lampe-heure. Supposons maintenant que la puissance soit fournie par des forces hydrauliques et que les seules dépenses soient celles du personnel, de l’amortissement, de l’entretien, etc. Dans ces conditions, le cheval-heure ne coûterait plus que 4,9 centimes environ.
- Les résultats obtenus avec cette hypothèse sont renfermés dans le tableau suivant :
- Lampe de Prix du travail dépensé dans le filament Remplacement des lampes Totaux
- 2,77 watts M ~ 3,6 — 4,o - 0,36 centime. o,39 — o,47 — o,5l — 0,77 centime. 0,38 — 0,20 — 0,15 — i,i3centime. 0,77 ~ o,73 — 0,68 —
- Dans ce cas, les lampes dont le rendement est le plus faible sont les plus économiques.
- On arrive à la même conclusion en supposant que le charbon coûte la moitié moins que précédemment, soit 11 francs la tonne.
- Dans ce qui précède on s’est placé dans les conditions extrêmement favorables d’un travail de 10 heures par jour, ce qui donne un prix très peu élevé pour le cheval-heure. En réalité, il n’en est pas ainsi, car les stations centrales fonctionnent en moyenne tout au plus 2 à 3 heures par lampe et par jour. Dans ces conditions, le prix de l’énergie dépensée par une lampe de 16 bougies et de 3,1 watts par bougie s’élève à 2,1 centimes par heure. On obtient alors le tableau suivant :
- Lampe de Prix de l’énergie dépensée dans la lampe par heure Remplacement de la lampe par heure Totaux
- 2,77 watts. 3, > — 3,6 — 4, ° — 1,87 centime. 2,10 — 2,44 — 2,71 — 0,77 centime. °,3« — 0,26 — 0,15 — 2,64 centimes. 2,48 — 2,70 — 2,86 —
- Dans ce cas les lampes de 3,1 watts offrent une économie de 8 0/0 sur celles de 3,6 watts. Ceci équivaut à une augmentation de 12 0/0 du bénéfice net d’une compagnie d’éclairage électrique.
- Si la durée des lampes est plus considérable que celle qui a été admise plus haut, l’avantage est tout en faveur des lampes à rendement élevé. En doublant par exemple la durée, les lampes de 2,77 watts permettraient de réaliser la plus grande économie.
- On arrive à la même conclusion en supposant que le prix des lampes diminue.
- Remarquons en terminant que M. Ward Léo-
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- nard n’insiste pas suffisamment sur le rendement moyen de la lampe et sur la diminution de l’intensité lumineuse avec le temps. Ces deux points rendent les conclusions qui précèdent moins absolues ; mais malgré cela elles n’en offrent pas moins un réel intérêt. A. P.
- Tire-câbles Wessei.
- Le [petit appareil représenté par les figures i et 2, empruntées à XAmerican Machinist du 13 août
- 1891, permettent de placer un câble dans un tuyau de très grande longueur en agissant à l’entrée seulement de ce tuyau. Il peut donc rendre de précieux services aux électriciens.
- L’appareil se compose de deux chariots D et E, reliés par des ressorts F, qui tendent constamment à les rapprocher. Le chariot E est guidé le long de deux fers plats c, fixés au chariot D, et réunis par un axe d, auquel on attache le bout du câble à loger dans le tuyau ; ce chariot E porte en outre
- Fig. 1 et 2
- Une poulie/), et, de même que le chariot D, des ailettes mobiles GG, dont les axes// et mm coulissent dans des rainures inclinées de façon que le rappel des ressorts ii tende constamment à serrer ces ailettes sur les parois du tube. Enfin, une corde H passe de la main de l’opérateur sur la poulie p, et va s’accrocher en d.
- Pour poser un câble dans le tube, on en attache l’extrémité en d, on place les deux chariots dans le tube, D en avant de E, et l’on exerce sur la corde H une série d’impulsions successives.
- Chacune de ces impulsions immobilise d’abord le chariot E, par le serrage de ses ailettes, puis repousse le chariot D dans le tube par la traction que H exerce sur d autour de la poulie p, solidaire de E-Lorsqu’on lâche ensuite la corde H, le rappel des ressorts F serre d’abord les ailettes du chariot D, qu’elles immobilisent, puis ramène le chariot E sur D, et le câble attaché en d entre dans le tube de la longueur même dont la traction exercée sur la corde H avait tout d’abord écarté les chariots.
- Commutateur Snell (1890).
- Dans cet appareil, la clef actionne l’axe du commutateur par sa butée sur les taquets DD de cet
- axe, pourvu, en outre, de deux boutons A, diamétralement opposés. Lorqu’ontourne l’axe delà position figure 1 à la position figure 2, les ressorts C,'comprimés par les boutons A, achèvent brusquement son mouvement, en l’amenant de la position figure 2 à la position figure 3 par leur
- . Fig. 1 à 4. — Commutateur Snell.
- détente, sans aucun autre mouvement de la clef. Le même déclenchement rapide s’opère quand on tourne la clef en sens inverse.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Fabrication des câbles sous plomb, procédé Walcott (1890).
- Le câble à recouvrir b et la bande de plomb destinée à le recouvrir c, dévidés respectivement des tambours B et C, traversent d’abord la filière D (fig. 2) qui replie la bande en U autour du câble, puis les galets horizontaux E (fig. 3) qui en enveloppent le câble. De là, le câble enveloppé traverse
- un graisseur F, qui enduit de suif les lèvres c2 de l’enveloppe, puis une chambre réfractaire H, où ces lèvres sont presque fondues par un chalumeau. Ces lèvres sont ensuite soudées autogènes au passage des galets verticaux I (fig. 4). Il ne reste plus alors qu’à calibrer le câble au passage de la filière J (fig. 5), puis à l’enrouler en L.
- La figure 7 représente une variante de la filière
- J—w
- [Fig. 1. — Walcott. Fabrication des câbles sous "plomb.
- D, disposée de manière à recouvrir trois câbles d’un coup par une large bande(de plomb, repliée,
- comme en figure 8 par des galets E convenablement modifiés.
- Compteur Richard frères (1890).
- Ce nouveau compteur comprend un mouvement d’horlogerie remonté à des périodes invariables par le courant à mesurer, un wattmètre que ce mouvement intercale, à des intervalles réguliers, dans le circuit de ce courant, et un tota-
- Fig. 1.— Compteur Richard frères. Schéma des circuits.
- liseur qui additionne les oscillations du wattmètre pendant ces intervalles.
- Le wattmètre se compose (fig. 1 à 4) d'une bobine fixe A double, à gros fils, reliée aux bornes B et C, isolées sur le socle métallique D, et d’une bobine mobile à fils fins E, pivotée sur des portées F Fl reliée en G au fil de A, et à son autre extrémité, par F et par son support H, au socle D. En F l’axe de cette bobine pivote librement, par
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
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- un couteau a, sur le support l, tandis qu’en Fx il I de la vis c sur H, le rappel de la bobine après le porte une pièce b (fîg. 4), limitant, par la butée | passage du courant. Ce rappel se fait par un con-
- Fig. 2 et 3. — Compteur Richard frères. Elévation et plan.
- trepoids L, calé sur l’axe/, qui porte (fig. 5) l’aiguille d, à quadrant K, et la roue e motrice du totaliseur M.
- Afin de pouvoir s’embrayer à des intervalles réguliers avec la roue e, l’arbre /du totaliseur porte, calé à rainure et languette, un manchon g solidaire
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- d’un croisillon b, garni de caoutchouc i, constamment appuyé sur le bord strié de la roue e par un ressort k tant que le manchon g n’est pas repoussé vers la droite par l’attraction de l'électro-aimant N sur sa fourche lin. C’est pendant cette attraction que la bobine E de l’électrodynamomè-
- tre oscille sous l’action du courant à mesurer sans déplacer la roue du totaliseur. Dès que le courant cesse de passer, l’électro N, lâchant son armature m, renclenchc le totaliseur, qui enregistre le retour de la bobine E à sa position primitive.
- Le mouvement d’horlogerie O est remonté tou-
- Fig. 4. — Compteur Richard frères, Vue par bout.
- tes les 15 secondes par l’électro-aimant P (fig. 3 et 4) dont l’armature n est calée sur l’axe 0, lequel porte, de l’autre côté de la plaque Q, un levier R (fig. 2 et 7) à cliquet p, actionnant, par le ro-chetrr,, le remontage du mouvement, qu’il fait tourner, sous l’action de son ressort de rappel s,
- Fig. 5 et 6. — Transmission au totaliseur.
- dès que l’électro P lâche son armature. Le courant excitateur de l’électro P lui arrive d’une dérivation par la borne S, reliée par le fil t à la plaque Q, laquelle porte une butée u (fig. 7 et 8) avec un contact à ressort T, isolé de la plaque et relié à P par la borne v.
- De S, le courant dérivé passe par le fi! * à la bobine fixe A de l’électro-dynamomètre. Le levier R porte une butée ajustable y, qui touche presque le contact T et le soulève au-dessus de u lorsque
- Fig. 7 et 8. — Détail du remontoir.
- P attire son armature; en même temps (fig. 8) le ressort V, suivant le mouvement du bras X2 vers la droite vient, en s’appuyant sur tu se placer au-dessous de T de manière à l’empêcher de retomber sur le contact u.
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- Dès que le courant cesse ainsi de passer, l’élec-tro P lâchant son armature, le levier R donne son coup de remontoir, et son bras Xz repousse le ressort T dans sa position primitive (fig. 7) prête pour une nouvelle impulsion.
- Les interruptions du courant s’opèrent par l’élec-tro-aimant N (fig. 3) dont le fil aboutit à la borne isolée b et à la butée ix de la plaque Q, laquelle porte un levier ax (fig. 9 et 10) relié par dx e% à l’extrémité fx de l’armature n de P. L’extrémité gz du levier axporte sur un ressort gxbx. courbé de manière qu’au passage de cette courbe par gz le ressort écarte ou rapproche brusquement le levier ax du contact ix.
- Lorsque l’appareil est au repos, T faisant contact en u (fig. .2et 7), P est dans le circuit ainsi que l’élec-tro N, par le contact de ax sur ix. Dès que le courant
- Fig. 9 et 10. — Détail de l’interiupteur.
- passe, P, attirant n, sépare, par R, J, T de u, puis V, soulevant T, le sépare en outre de la vis y par où le courant avait continué de passer après la rupture du contact en u. Le circuit étant alors tout à fait rompu, le ressort s, rappelant R, donne le coup du remontage, puis referme, comme nous l’avons expliqué plus haut, le contacta. En même temps, l’armature n, séparant ax de iu coupe ainsi du circuit les bobines E et N, jusqu’à ce que le ressort sx, écartant graduellement n de P, rétablisse le contact de ax sur i{, et ferme le circuit par N, H, F, E, G.
- L'armature de N, dégageant h de e, (fig. 6) laisse alors la bobine E s’incliner librement sous l’action du courant ; puis, lorsque T fait de nouveau contact avec u, l’électro P, excité en même temps que N et E, est coupé du circuit, renclenche b avec e, et fait indiquer au totaliseur le rappel de E.
- G. R.
- Mesure de la vitesse de propagation des impulsions de courant et des ondes électi'iques dans'
- des fils, par M, Sahulka (').
- Dans le mouvement de l’électricité, il y a lieu de distinguer entre ce que l’on appelle la vitesse du courant et la vitesse de propagation d’impulsions de courant ou d’ondes électriques. La première représente la vitesse avec laquelle l’électricité parcourt un conducteur pendant qu’un courant est constant, D’après les calculs de R. Kohlrausch et de W. Weber, ainsi que de A. von Ettinghausen, elle estti ès petite : quelques millimètres ou fractions de millimètres par seconde. Représentons-nous que l’unité de longueur de chaque conducteur comprend un très grand nombre d’unités électriques et que celles-ci se meuvent lentement pendant que le courant est constant. Si l’on interrompt ou si l’on ferme un circuit, l’équilibre de ce circuit sera troublé, et la perturbation, même dans un conducteur très long, se fera sentir presque instantanément au point le plus éloigné; c’est ce qui a lieu quand on décharge une bouteille de Leyde à travers un long conducteur.
- La vitesse avec laquelle se produit la rupture d’équilibre, c’est ce que l’on appelle la vitesse de propagation des impulsions électriques ou des ondes électriques. On a eu recours à divers procédés pour essayer de la déterminer, et l’on n’est pas arrivé à des résultats concordants. Pour calculer cette vitesse de propagation dans les conducteurs longs, on détermine le temps qui s’écoule entre le moment de la production du courant ou de la charge à un bout du conducteur et l’apparition du courant ou d’une charge d’intensité notable à l’autre bout du conducteur. Or, comme tout conducteur possède une certaine self-induction et une certaine capacité, le courant ou la charge au bout éloigné du conducteur n’augmentera que progressivement; ce qui y contribue encore beaucoup, ce sont les pertes par suite d’isolement imparfait. Ce retard du courant et de la charge est très considérable, notamment poulies conducteurs très longs; c’est à lui que l’on doit attribuer les différences si remarquables que présentent les valeurs obtenues dans les différentes mesures.
- Wheatstone, on le sait, est le premier qui ait déterminé la vitesse de l’électricité; il déchargea
- (') Conférence faite à la Société électroteçhnique de Prague. Elcktrolechnische Zeitschrift, 1891, n" 23.
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- une bouteille de Leyde à travers un fil de cuivre d’un demi-mille anglais de longueur qui était in-terrrompu au commencement, au milieu et à la fin. Ces fragments étaient placés les uns à côté des autres avec un interrupteur à étincelles. A une distance de 3 mètres, il y avait un miroir tournant à raison de 800 tours par seconde. L’image de l’étincelle du milieu, d’après l’appréciation de Wheatstone, restait d’un demi:degré en arrière sur les images des deux autres étincelles.
- D’après cette expérience, Wheatstone calcule que la vitesse de propagation de l’électricité était de 463 133 kilomètres par seconde. L’appréciation de l’angle d’un demi-degré ne peut naturellement être certaine et influe d’autant sur le résultat; en outre, par suite du retard de charge, la tension, au point d’interruption moyenne, n’atteint que progressivement la valeur pour laquelle l'étincelle jaillit. Etant donnée la courte longueur que présentait le fil de cuivre, cette dernière influence n’avait pas à entrer en ligne de compte.
- C. Walker, en Amérique, est le premier qui ait employé le télégraphe électrique pour essayer de déterminer la différence de longitude de deux localités en même temps que la vitesse de propagation de l’électricité. Walker, en 1849, relia l’horloge de l’observatoire de Philadelphie avec une pile et une ligne télégraphique de 450 milles anglais de longueur, qui allait jusqu’à Cambridge, où elle était reliée à la terre ; le courant se fermait à chaque battement d’un pendule, de sorte qu’aux deux stations les appareils écrivants de Morse insérés dans le conducteur enregistraient le temps sur des bandes de papier. Le courant pouvait aussi être fermé par une personne qui observait le passage des étoiles au méridien; au moment du passage, l’observateur appuyait sur une touche et les appareils à écrire enregistraient ce moment. Lorsqu’on observait le passage des étoiles à Philadelphie, la situation relative des signes correspondant aux étoiles par rapport aux signes voisins correspondant à l’horloge était la même sur les bandes de papier des deux stations, parce qu’il faut le même temps pour transmettre les deux genres de signes. Mais, quand on observait le les passages des étoiles à Cambridge, c’est-à-dire dans la direction inverse de celle où se produisaient les signes correspondant à l’horloge, la distance du signe de l’étoile par rapport au signe de l’horloge précédent était plus grande à Philadelphie qu’à Cambridge. Walker observa un retard
- de 1/20 de seconde; il pensa que c’était le temps nécessaire au courant galvanique pour parcourir deux fois la distance de 450 milles anglais, d’où il conclut que la vitesse de l’électricité était de 30000 kilomètres par seconde.
- Tout ce que l’on peut conclure de l'expérience de Walker, c’est que, à supposer que l’intensité du courant fût la même lorsqu’on transmettait des signaux dans des directions opposées, il s’écoulait 1/40 de seconde entre la fermeture du courant par la touche ou par le pendule et la production du signe par l’appareil écrivant dans la station éloignée. Les impulsions de courant se propagent bien plus rapidement, cependant il se passe quelque temps avant que l’intensité du courant à la station éloignée soit devenue assez grande pour que l’électro-aimant attire l’armature et que le signe se produise.
- Dans cette même année 1849, Mitchell, directeur de l’observatoire de Cincinnati, détermina la vitesse des impulsions du courant. L’horloge de l’observatoire de Cincinnati enregistrait les battements d’un pendule (secondes) à l’aide d’un électro-aimant qui avait la forme d’un appareil à écrire. Cet enregistrement se faisait sur un disque métallique tournant rapidement.
- L’armature de cet électro-aimant permettait de fermer à chaque mouvement ou bien le courant d’une pile locale dans laquelle était inséré un second électro-aimant, ou bien le circuit d’une double ligne mesurant en tout 607 milles anglais, allant à Pittsbourg et en revenant, dans laquelle était inséré le second électro-aimant. Celui-ci était également muni d’une armature, par l’attraction de laquelle des signes étaient produits sur le même disque tournant. Le circuit de la pile locale était réglé de telle sorte que, pendant l’émission de signes, l’intensité du courant était la même, que l’on employât la courte ligne ou la longue. Dans les deux cas, lorsque l’on fermait l’une ou l’autre, les signes étaient produits par le second électroaimant plus tard que par le premier. D’après la position des signes sur le disque tournant et la vitesse de rotation connue de ce dernier, Mitchell estima que la différence des retards était de 0,02128 seconde; il pensa que c’était là le temps nécessaire à l’électricité pour parcourir le trajet de 607 milles anglais. 11 en conclut que la vitesse de l’électricité était de 28524 milles anglais = 45 700 kilomètres par seconde. En tout cas, l’impulsion du courant doit se transmettre en moins de temps
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- à travers la ligne longue de 607 milles anglais; par suite de la self-induction, il se passe encore quelque temps avant que le courant atteigne l’intensité pour laquelle l’électro-aimant attire son armature. La valeur obtenue dépend de la sensibilité de l’électro-aimant.
- En 1850, MM. Fizeau et Gounelle ont mesuré à Paris la vitesse de propagation de l’électricité. Ils pouvaient, à l’aide d’un interrupteur de courants, fermer et interrompre à intervalles égaux le courant d’une pile. Les courants séparés étaient envoyés dans la double ligne en fil de fer de 4 millimètres d’épaisseur, allant à Amiens et revenant à Paris (314 kilomètres de longueur totale) ou dans la double ligne de Rouen (288 kilomètres de longueur totale) composée pour un tiers de fil de fer, et pour deux tiers de fil de cuivre de 2,5 mm. d’épaisseur. Après avoir parcouru la double ligne, les courants arrivaient en retard à Paris; selon la grandeur du retard, ils ne pouvaient passer que par l’une des bobines d’un galvanomètre différentiel, ou par les deux, ou par la seconde bobine. Les courants séparés, selon qu’ils passaient par l’une ou par l’autre bobine, tendaient à dévier l'aiguille en sens contraire. En diminuant peu à peu l’intervalle de temps au bout duquel des courants isolés étaient lancés dans le conducteur, Fizeau et Gounelle produisirent un changement périodique de la déviation de l’aiguille du galvanomètre différentiel, ce qui leur permit de calculer la vitesse de propagation de l'électricité.
- Les diverses périodes cependant n’étaient pas tout à fait semblables; la seconde était moins grande que la première, la troisième était à peine sensible. La cause en est apparemment dans la self-induction. Fizeau et Gounelle ont remarqué que les courants continus qu’ils envoyaient dans le conducteur éprouvaient une diffusion, de sorte qu’à l’arrivée ils occupaient plus de place qu’au départ. 11 en résulte qu’un courant isolé qui, par exemple, ne devrait passer que par une bobine passe partiellement aussi par l’autre et modifie ainsi la position de l’aiguille aimantée. Voici les résultats obtenus : dans un fil de fer de 4 millimètres de diamètre, l’électricité se transmet avec uné vitesse de 101 700 kilomètres; dans un fil de cuivre de 2,5 mm. de diamètre, elle se transmet avec une vitesse de 177800 kilomètres par seconde. Les deux électricités se transmettent avec la même vitesse. La tension de l’électricité et l’in-
- tensité du courant n’ont aucune influence sur la vitesse de propagation.
- En 1857, G. Kirchhofif a calculé la vitesse de propagation de l’électricité dans certaines hypothèses. Lorsqu’un fil métallique est très mince, lorsque sa résistance est très petite et lorsque jamais deux points de ce fil ne se rapprochent assez pour qu’un fragment limité du conducteur soit situé entre eux, l’électricité se propage dans ce conducteur comme une onde dans une corde tendue. La vitesse est indépendante de la section et de la matière et elle est de 318800 kilomètres par seconde; elle est donc égale à la vitesse de la lumière. Si cependant la résistance du fil est très considérable, l’électricité se propage comme se propage la chaleur par conductibilité. Le premier résultat s’applique à des fils courts, parce qu’on peut admettre que la résistance est très petite; le second s’applique aux longues lignes télégraphiques, car dans celles-ci la résistance est très grande.
- En 1875, Frœlich a mesuré la vitesse de propagation de l’électricité d’après la méthode de W. Siemens. Un cylindre d’acier couvert de suie à sa surface recevait d’un mouvement d’horlogerie à poids une vitesse telle qu’il faisait 100 tours par seconde. Ce cylindre était dérivé à la terre. Des armatures internes de deux bouteilles de Leyde inégales, celle de la plus petite était reliée directement par un fil court avec une pointe rapprochée de l’enveloppe du cylindre autant que possible, tandis que celle de la plus grande était reliée par un double conducteur long avec une pointe placée d’une façon analogue.
- Les armatures externes isolées des bouteilles de Leyde étaient reliées métalliquement entre elles. Quand elles étaient dérivées à la terre, les électricités des armatures internes des deux bouteilles étant mises en liberté se déchargeaient sur la terre, à travers la pointe et le cylindre tournant; des marques d’étincelles se produisaient sur la surface recouverte de suie. La différence de temps de ces marques d’étincelles pouvait être lue très exactement; c’est d’après cette différence et la longueur du conducteur double que fut calculée la vitesse de propagation de l’électricité.
- En employant la ligne double de Kœpenik à Erkner, composée de fils de fer de 3 millimètres de diamètre, il trouva une vitesse de 202600 kilomè-| très par seconde; en se servant de la ligne double I de Sagan à Malmitz, il trouve 230500 kilomètres;
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- sur une autre ligne plus courte, il trouva 241 800 kilomètres. L'influence du retard de charge fut calculée par W. Siemens, qui se basa sur des expériences que le docteur Obach avait faites dans son laboratoire sur des câbles artificiels et qui trouva que ce retard avait peu d’importance. Ainsi, pour la ligne de Sagan à Malmitz, le retard
- de charge est de seconde, et- le retard observé
- est de seconde. 11 semble cependant que
- le retard de charge ait eu une plus grande influence, car les valeurs de vitesse obtenues sont d’autant plus grandes que le conducteur est plus court.
- En 1888, H. Hertz a déduit la vitesse de propagation de la lumière, des ondes observées par lui dans des fils métalliques courts. Pour une durée
- d’oscillation de -4 seconde, il a observé une ios
- longueur d’onde de 2,8 mètres laquelle, pour ce nombre considérable d’oscillations, était indépendante de la nature du métal et de la section du conducteur. 11 a trouvé ainsi, pour la vitesse de propagation, 200 000 kilomètres par seconde.
- En 1889, J.-J. Thomson a trouvé, pourla vitesse de l’électricité dans des fils métalliques courts, une valeur qui est à peu près égale à la vitesse de la lumière. Ce résultat concorde avec la théorie de Maxwell, d’après lequel la vitesse de propagation des impulsions électriques dans un fil métallique est égale à la vitesse de propagation de la lumière dans le milieu ambiant.
- Qu’il me soit permis, en terminant, d'indiquer une disposition d’expériences au moyen de laquelle on pourrait mesurer la vitesse de propagation de l’électricité dans les fils métalliques longs.
- Deux roues dentées ayant un grand nombre de dents de même grandeur sont séparées par une couche mince d’un isolateur et placées l’un contre contre l’autre, de telle sorte que l’une d’elle présente un vide là où l’autre présente une dent (les dents de la roue située en arrière sont ombrées sur la figure). Les deux roues dentées peuvent tourner autour d’un axe horizontal commun, mais elles ne sont reliées électriquement ni avec l’axe ni entre elles. Elles sont réunies solidement ensemble et elles peuvent prendre un rapide mouvement de rotation d’une vitesse constante sous l’influence de mouvements d’horlogerie à poids;
- on peut augmenter la vitesse en augmentant le poids.
- Deux lames de platine 1, 11, portent sur la périphérie des roues. Tandis que 1 se meut sur une dent de la roue antérieure et par conséquent pardessus un vide de la roue postérieure, 11 franchit un vide de la roue antérieure et par conséquent une dent de la roue postérieure. Chacune des deux roues dentées est munie d’une bague sur laquelle glissent deux balais reliés avec les pôles d’une pile B; la roue antérieure est toujours chargée d’électricité positive et la roue postérieure d’électricité négative.
- Pour mesurer la vitesse de propagation de l’électricité dans des conducteurs longs, il faut avoir à sa disposition ou bien deux doubles conducteurs Lu L2, ayant chacun quelques kilomètres de longueur, ou bien deux bobines égales à enroule-
- Fig. 1
- ment bifilaire. Ces dernières peuvent être considérées comme sans induction. L’un des doubles conducteurs, L, est inséré entre la lame 11 et l’électrodynamomètre, l’autre entre le balais IV et le pôle négatif de la pile. Lorsque la lame 1 passe sur une dent de la roue antérieure, et que par conséquent 11 passe sur une dent de la roue postérieure, le courant positif passe de la pile dans la roue antérieure, il franchit 1, et se rend à la touche T, puis traverse l’électrodynamomètre, le double conducteur Lu la feuille 11, la roue postérieure et le double conducteur L2, par lequel il revient à la pile. Le chemin du courant est donc E, L1( La.
- Lorsque les roues ont tourné de la largeur d’une dent, le courant va de la roue antérieure à la lame 11, il traverse Lu E, T, il se rend à 1, et, par la roue postérieure ainsi que par L2, il revient à la pile. Le courant traverse maintenant l’électro-dynamomètre en sens inverse et il a à parcourir le chemin Llf E, L2. Pendant que les roues tournent, l’électrodynamomètre sera donc parcouru par des courants partiels alternatifs.
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- Pour les deux genres de courants partiels, la même quantité d’électricité traverse l’électrody-namomètre, parce que le courant reste toujours le même et qu’en conséquence, la capacité et la self-induction du conducteur ont la même influence. Quant à l’électrodynamomètre pour les courants partiels de premier genre (E, Lv L2), il se trouve au commencement du conducteur; pour les courants partiels de sens inverse (Lj, E, L2) il se trouve au milieu du conducteur. Or, comme une impulsion, pour parcourir un double conducteur de ce genre, Llt L2, a besoin d’un certain temps, les courants partiels du second genre arriveront en retard dans l’électrodynamomètre et affaibliront ainsi les courants partiels du premier genre. L’électrodynamomètre commencera par présenter une certaine déviation, pour une certaine vitesse de rotation des roues, mais cette vitesse de rotation diminuera de plus en plus au fur et à mesure que la rotation deviendra plus rapide, car les courants partiels du second genre dirigés en sens contraire coïncideront de plus en plus avec ceux du premier genre.
- En choisissant convenablement le poids, on augmentera la vitesse de rotation jusqu’à ce que le retard soit précisément égal à la durée d’une .alternance de courant. Alors l’électrodynamo-mètre ne devra fournir aucune déviation, car les courants qui le traversent se détruisent. En réalité, la déviation sera simplement réduite à un minimum, parce que, en raison de l’imperfection de l’isolement, il y a perte de courant sur le double conducteur Lt. Lorsque la vitesse de rotation augmente, la déviation recommence à augmenter. 11 faut déterminer le nombre n des tours de roues aussitôt que la déviation atteint sa valeur minima.
- Soit le nombre des dents d'une roue : il y a par seconde 2 «3 alternances de courant; par conséquent, la durée d’une alternance de courant est
- __ 1
- T_ 2”«f'
- C’est le temps qu’il faut au courant pour parcourir le double conducteur L! ou L2.
- Soit l la longueur d’un double conducteur ; on trouve, pour la vitesse v de l’impulsion du courant dans le conducteur double employé, la valeur
- 1
- v == — = 2 nz. I.
- <r u
- Si, par exemple, les roues ont un diamètre de 50,95 cm. et les dents une largeur de 4 millimètres, il y a 200 dents par roue; il y a alors 400 alternances de courant par tour de roue, et, pour 10 tours de roue par seconde, 4000 alternances de courant. Dans ce cas, il faudrait deux doubles conducteurs ayant chacun 10 milles de longueur.
- On peut aussi remplacer l’électrodynamomètre par un téléphone. D’après les recherches de E. Hagenbach, la limite de l’audibilité pour les téléphones en général est de deux octaves plus basse que dans l’audition directe. A cette limite, un téléphone ne reproduit plus tous les sons, mais seulement quelques sons pour lesquels il est particulièrement disposé en raison des conditions d’élasticité de sa membrane. Comme, dans l’audition directe, la limite de l’audition se trouve à 30000 vibrations par seconde, le téléphone fournirait encore des sons de 4000 vibrations.
- La manière d’observer consisterait dans ce cas à augmenter la vitesse de rotation des roues jusqu’à ce que le son entendu dans le téléphone fût aussi faible que possible. Si les doubles lignes avaient 5 milles de long et si le nombre d’alternances par seconde était de 8000, on ne pourrait plus employer le téléphone.
- 11 serait avantageux d’employer des lignes doubles courtes, parce la durée de l’état variable devient petite relativement à la durée d’un courant isolé.
- On peut se servir du commutateur que j’ai décrit, à nombre de dents petit ou grand, pour transformer le courant continu en courant alternatif et inversement.
- C. B.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Relation entre la force électromotrice et la chaleur latente, le poids spécifique, etc., des électrolytes, par M. Gore (*).
- L’auteur s’est demandé si, dans le cas où le simple mélange ou la dilution des électrolytes est
- (*) Philosophical Magazine, août 1891.
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- accompagné d’une absorption de chaleur, il se produit également un accroissement dans la force électromotrice des piles dont ils font partie; pour trancher la question, il prend les composants séparés d’un mélange réfrigétant, chacun à l’état liquide et à la température de l’atmosphère, il mesure la force électromotrice d’un couple simple cadmium-platine plongé dans chaque liquide, puis il mêle les liquides, prend immédiatement la température du mélange, et, après l’avoir laissé reprendre la température ordinaire, il mesure la force électromptrice du couple. La variation d’énergie dépendant de chacun des éléments du mé-
- lange, il est nécessaire de considérer les modifications de la force électromotrice moyenne.
- L’eau distillée a été employée pour toutes les dissolutions. Les proportions des substances employées étaient presque dans tous les cas des multiples simples de leurs poids atomiques. Le thermomètre employé dans les quatre premières expériences était gradué en cinquièmes de degrés Fahrenheit; dans les suivantes, le thermomètre permettait de lire le centième de degré centigrade. Le tableau suivant contient les résultats principaux des expériences.
- TABLEAU 1.
- Mélanges Température. Force électromotrice moyenne
- SO4 Na8 dissous + SO* Ha étendu Elévation ... Degrés 1,2 Fahr, Augmentation.. 0,0401
- Ca H4 O2 liquide. + Aq — 0 — — 07 3
- C4 H6 O6 dissous. + Aq — 0,3 — — 1923
- AzOsAz H4. — + Aq...., — 8,0 — — 040
- Az03Na.... — » — 1,41 c. — 1228
- (AzOs)2Sr.. — » — CO 0 -r>-. — — 0741
- Na Ci — )> — — — *0,0668
- SO4 Na2... — )) — 0,14 — — 0359
- SOMAzH4)2 — » — 0,14 — — 0402
- CO3 Na2 ... — )) — 0,28 — Diminution 0445
- AzOaK — )) — o,94 — Augmentation. 0715
- AzU4 Cl.... — 7J ....................... — 0,19 — — 0345
- C2H3Na O2 — » Abaissement O, 14 Hahr. — 0360
- SO4 Mg. — — )) — O, 22 — — 0787
- K Cl — » — - 0,04 — — *0,1219
- Na OH — )) — 7,>4 — — 0298
- HCl — » — 2,38 — — 2872
- SO2 H2.... — )) 11,00 — — 2875
- KO H — )) — 0,02 — — Oï^O
- AzH40.... — )) 0,10 004
- Les résultats relatifs à l’absorption et au dégagement de chaleur concordent avec les déterminations de Thomson. Pour les chiffres marqués d’un astérisque, on avait employé un couple zinc-platine.
- L’examen du tableau montre que: i° dans dix-neuf cas sur vingt, la dilution d’un électrolyte ou son mélange avec un autre accroît la valeur moyenne de la force électromotrice des deux liquides, et 2° que dans douze cas sur vingt, il y a, par le fait du mélange, abaissement de température et absorption de chaleur, et dans les autres les phénomènes inverses, pendant le mélange.
- Dans les huit cas où il y a production de chaleur, on observe un accroissement de la force électromotrice moyenne; il était évident que cet accroissement ne pouvait pas tenir à l’absorption
- d’énergie sous forme de chaleur. L’auteur a examiné les phénomènes à un autre point de vue, pour chercher s’ils se rattachaient aux variations du volume total et du poids spécifique moyen des deux liquides pendant le mélange.
- Différents expérimentateurs ont montré que, dans la dilution d’une solution aqueuse concentrée d’un sel, d’un acide ou d’une base, ilyacon-traction ; néanmoins, le fait n’est pas absolument général. II fallait chercher à voir s’il était vrai dans tous les cas en question. On se sert de l’appareil suivant : Un tube de verre de 30 centimètres de haut et de 12 millimètres de diamètre est muni en son milieu d’un robinet parfaitement ajusté. La partie inférieure est fermée par un bouchon d’ébonite, la partie supérieure par un bouchon
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- traversé d’un long tube de verre étroit muni d’une échelle mobile. On remplit la partie supérieure du plus lourd des deux liquides, on ouvre un instant le robinet moyen, et on note le niveau sur
- le tube fini; on établit alors la communication d’une façon durable.
- Le tableau II donne les résultats des expériences.
- TABLEAU II.— Variation de volume des électrolytes far dilution
- Substance Solution Eau Changement de volume
- C* H1 O» 10,0 cc. d’acide concentré C. 0. >o,5 Contraction 1,66 0/0
- K O H 11,0 cc. de solution saturée 10,5 — 93 —
- S O H (Az Hb 11,0 — — 10,5 — 61 —
- (Az O»)* sr 11,0 — — 10,5 - 38 -
- SO‘ Mg 11,0 — — io,5 — 293 —
- C* H3 Na Os 11,0 — — 10,5 — 12 —
- Az H* CI 11,0 — — 36,0 — extrêmem* petite
- Az H1 O 10,5 — au >/6 I 1,0
- 10,5 — au 1/2 11,0 Dilatation 0,0587 0/0
- Les résultats,comparés aux précédents, prouvent que pour dix-huit sur vingt des mélanges liquides employés il se produit une contraction du volume total des deux électrolytes mélangés.
- On constate ainsi que: i° l’accroissement de la densité spécifique moyenne des deux liquides pendant la dilution ou le mélange ne se produit pas seulement dans le cas où il y a dégagement de chaleur, mais même dans ceux où il v a absorption ; 20 que l’accroissement de la force élec-tromotrice moyenne des deux liquides ne se produit pas seulement lorsqu’il y a absorption de chaleur, mais même lorsqu'il y a dégagement; et 30 que dans dix-sept cas sur vingt un accroissement de la densité spécifique moyenne des deux liquides est accompagné d’une augmentation de leur force électromotrice moyenne.
- On peut en conclure que, dans le cas des mélanges purement physiques, les variations de la densité spécifique moyenne et de la force èlectromotrice des électrolytes sont probablement reliées l'une à Vautre, comme effets concomitants de la même cause, qui est la variation du mouvement moléculaire. La relation connue entre l’accroissement du poids spécifique et la diminution de la chaleur spécifique suggère en outre l’idée que, dans les cas de dilution simple, la force électromotrice moyenne des électrolytes est reliée à leur chaleur spécifique moyenne. C. R.
- Explication des propriétés du champ électrique au moyen des tubes d’induction électrostatique, par M. J.-J. Thomson C1).
- Le but de l'auteur est d’expliquer les divers
- phénomènes dont un champ électrique est le siège — passage de l’électricité à travers les métaux, les liquides et les gaz; production des courants et de la force magnétique; production des forces électromotrices d’induction, etc.; — par des déplacements et des déformations des tubes d’induction électrostatique qui traversent le champ. Cette méthode offre sur les méthodes purement analytiques l’avantage dé représenter sous une forme presque matérielle les propriétés du champ, et, d’un autre côté, elle constitue un essai intéressant d’une théorie moléculaire de l’électricité, car elle explique les propriétés du champ électrique par des mouvements d’une multitude de flux d’induction exactement comme la théorie moléculaire des gaz explique les propriétés de ceux-ci par les mouvements de leurs molécules.
- L’hypothèse fondamentale sur laquelle repose l’explication du passage de l’électricité à travers les corps consiste à regarder ceux-ci comme formés de molécules résultant elles-mêmes du groupement d’un certain nombre d’atomes, et à supposer que le mode de groupement change en même temps que le champ; en d’autres termes, M. J.-J. Thomson admet que toute modification dans l’état d’électrisation d’un corps est accompagnée d’un phénomène chimique, combinaison ou décomposition suivant le sens de la modification.
- Jusqu’à ces dernières années, on pensait que la production d’un phénomène chimique accompagnant une modification électrique n’avait lieu que pour une certaine classe de corps qu’on a appelés électrolytes.
- De récentes expériences semblent montrer que
- (») PMI. Mag., 5* série, t. XXXI, p. 149, màrs 1891.
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- l’état chimique des gaz est modifié par le passage de l'électricité. Ainsi, par exemple, on a reconnu que les gaz qui conduisent facilement l’électricité quand ils sont chauds sont précisément ceux qui se dissocient par la chaieur. De plus, on a constaté qu’un grand nombre de gaz subissent sous l’action de l’effluve une transformation analogue à la transformation classique de l'oxygène en ozone. Enfin, MM. R. von Helmholtz et Richarz ont montré qu'un gaz traversé par un flux d’électricité influe sur un jet de fumée lancé dans le voisinage de la même manière que lorsque des atomes sont mis en liberté par une action chimique.
- Dans le cas des métaux, on ne connaît jusqu’ici aucune expérience montrant d’une manière directe et précise que le passage de l’électricité à travers ces corps est accompagné d’un phénomène chimique; toutefois, comme le fait observer M. J.-J. Thomson, des considérations de divers ordres permettent de penser qu’il en est bien ainsi.
- En premier lieu, le fait que les métaux sont des solides n’est pas une raison suffisante pour que la conduction à travers ces corps ne soit pas électrolytique, car on connaît beaucoup d’exemples d’électrolytes solides; en particulier, Lehmann a montré que l’électrolyse se produit dans un cristal d'iodure d’argent sans cependant qu’il y ait changement dans l’aspect du cristal.
- En second lieu, les quelques différences qui existent entre la conduction métallique et la conduction électrolytique ne sont pas suffisamment profondes pour que ces deux modes de conduction s’effectuent différemment. On sait qu’en général la conductibilité des métaux diminue quand la température s’élève, tandis que celle des liquides électrolytiques augmente, mais on connaît de nombreuses exceptions à cette règle. Ainsi, la résistance du charbon, dont le mode de conduction est ordinairement regardé comme identique avec celui des métaux, diminue par une élévation de température, et dernièrement M. Feussner a préparé un alliage de cuivre et de manganèse dont la résistance présente la même particularité. D’ailleurs, comme le fait voir M. J.-J. Thomson par des considérations que nous ne pouvons reproduire, il n’est pas surprenant qu’un accroissement de température puisse produire des effets opposés sur la conductibilité de deux substances, bien que dans les deux cas ,
- la conduction soit accompagnée d’un changement dans l’accouplement des atomes des molécules de ces substances.
- I,a seconde différence importante existant entre les conductibilités des métaux et celles des électrolytes est que ces dernières sont beaucoup plus petites que les premières. Cependant il ne semble pas y avoir de saut brusque dans les valeurs des conductibilités quand on passe des cas où la conduction est considérée comme métallique, avec le charbon par exemple, à ceux où la conduction est manifestement électrolytique; il suffit, pour s’en convaincre, de considérer le tableau suivant, qui donne les conductibilités de quelques substances par rapport au mercure :
- Argent......................... 63
- Meicure......................... 1
- Charbon de cornue.............. 1 x 10-1
- Tellure......................... 4 x 10—*
- Chlorure de plomb fondu....... 2 x 10—1
- On peut également remarquer avec l’auteur qu’il y a une plus grande disproportion entre les conductibilités thermiques de l'argent et du ciment qu’entre les conductibilités électriques du mercure et du chlorure de plomb, et que cependant personne n’a eu l’idée d'admettre que la chaleur se propage d’une manière différente dans l'argent et dans le ciment.
- La théorie électromagnétique de la lumière nous fournit une nouvelle raison pour admettre que la conduction métallique et la conduction électrolytique s’effectuent de la même manière. En effet, si l’on prend pour conductibilité de l’étain, dans le cas des oscillations électriques rapides qui constituent la lumière, la valeur que l’on trouve avec les courants constants, cette théorie conduit à une opacité des feuilles minces d’étain énormément plus grande que celle qui est indiquée par l’expérience. La conductibilité de l’étain doit donc diminuer à mesure qu’augmente la fréquence des renversements d’un courant oscillatoire. Or, c’est précisément ce qui a lieu pour les électrolytes qui agissent comme les diélectriques sur les vibrations lumineuses et qui se comportent comme les conducteurs dans le cas des courants constants ou des vcourants oscillatoires dont la période est très grande par rapport à celle de la lumière. De plus, cette propriété commune des métaux et des électrolytes d’agir, comme des
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- isolants sur les vibrations lumineuses s’explique facilement par l’hypothèse fondamentale de M. J.-J. Thomson : les phénomènes de décom position et combinaison qui sont supposés accompagner le passage de l’électricité à travers tout conducteur exigent un certain temps pour se produire; si la période du courant oscillatoire est moindre que ce temps, ces phénomènes ne pourront avoir lieu et le métal ou l’électrolyte se comportera dans ces conditions plutôt comme un isolant que comme un conducteur.
- Considérons donc l’hypothèse fondamentale comme établie par les faits expérimentaux et voyons maintenant par quel mécanisme s’effectuera, suivant l’auteur, le passage de l'électricité à travers un conducteur quelconque.
- « Nous pouvons nous représenter la déformation des tubes d’induction électrostatique dans un conducteur comme s’effectuant delà manière suivante : — Prenons un condensateur se déchargeant à travers le gaz qui sépare ses armatures. Avant la décharge, un tube d’induction réunit un atome O de l’armature positive à un atome P de l’armature négative. Les molécules A B, C D du gaz interposé sont polarisées et les tubes d’induction qui relient entre eux les atomes de chacune de ces molécules sont dirigés en sens inverse du champ. Quand l’intensité du champ croît, le tube de la molécule A B s’allonge et tend à se diriger vers le tube O P jusqu’à ce que, le champ étant suffisamment intense, le tube moléculaire se confonde en direction avec O P. Ce tube O P se rompt alors et forme deux tubes O A et P B, le premier ayant des dimensions moléculaires. Le résultat de cette opération est que le tube P O s’est raccourci et est devenu P B, et que les atomes O et A ont formé une molécule. Ce phénomène se continue de moléculeà molécule jusqu’à ce que le tube P O ait pris des dimensions moléculaires. Au lieu du tube PO, allant d’une molécule à une molécule, plusieurs molécules peuvent être liées de manière à former une chaîne et être affectées à la fois ; dans ce cas, le tube d’induction se raccourcirait de la longueur de la chaîne de molécules, au lieu de se raccourcir comme précédemment, de la distance entre deux molécules ».
- leurs trouvées expérimentalement par le professeur Lodge (*) pour ces mêmes vitesses présentant une concordance remarquable, il est essentiel que toute théorie de la conduction dans les électrolytes conduise aux expériences de Hittorf. La théorie de M. Thomson remplitcette condition.
- Soit d la distance de deux molécules ou la longueur d’une chaîne de molécules; chaque fois que le tube d’induction est rompu, la somme des distances parcourues par fanion et par le cathion est d. Si donc le tube d’induction est rompu «fois par seconde, et si u et v sont les vitesses respectives de fanion et du cathion, on a
- u 4- v = nd.
- Considérons un tube d’induction dans le milieu électrolytique allant de l’une à l’autre des électrodes. Si m est le nombre de molécules par unités de surface qui se trouve sur une section droite de ce tube et si e est la charge que prend chaque atome d’une molécule, la quantité d’électricité, rapportée à l’unité de surface, qui parcourt le tube en une seconde est nxmz. D’après la loi de Ohm, nous avons donc, en désignant par c la conductibilité spécifique de l’électrolyte et par E la force électromotrice par unité de longueur
- n x m s = c E.
- Mais d’autre part, si nous appelons N le nombre de molécules contenues dans l’unité de volume du milieu, nous avons
- m = N d,
- et par suite
- «iNsscE.
- En remplaçant dans l’expression de u-\- v le second membre par sa valeur déduite de l’égalité précédente, nous obtenons enfin
- expression identique à celle qu’ont obtenue Hittorf et Kohlrausch.
- Les valeurs trouvées théoriquement par Hittorf et Kohlrausch pour les vitesses des ions et les va-
- (i) British Association Report, 1887.
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- L’existence des forces électromotrices au contact de deux corps, quoique assez difficile à expliquer, ne paraît pas inconciliable avec la théorie de Thomson. Voici d’ailleurs les quelques lignes qu’écrit l'auteur à ce sujet :
- « Nous pouvons supposer qu’associée avec ces tubes d’induction il existe une distribution de vitesses aussi bien dans l’espace' qu’ils occupent que dans l’éther environnant, et que l’énergie due à ces mouvements constitue l’énergie électrique du champ. De plus, nous pouvons admettre que le mouvement interne d’un atome dépend de l’incidence du tube qui y aboutit ou en part et que l’énergie de cet atome se trouve ainsi modifiée; de sorte qu’à l’énergie du champ peut s’ajouter une certaine quantité d’énergie due à l’altération du mouvement des atomes. Cette quantité peut être exprimée par l’addition, à l’expression ordinaire de l’énergie, d’un terme w pour chaque atome sur lequel tombe un tube unité et d’un terme —w pour chaque atome d’où part un tel tube. Nous pouvons enfin supposer que w dépend de la nature de l’atome et n’a pas la même valeur pour le zinc, pour le cuivre, etc. L’existence de cette énergie aura la même conséquence que si les atomes de substances différentes attiraient l’électricité avec des forces différentes : or, c’est là l’hypothèse faite par Helmholtz, et ce savant a montré qu’elle était suffisante pour expliquer l’électricité de contact. »
- Abandonnons maintenant le cas des conducteurs et considérons le milieu diélectrique qui les entoure.
- Appelons /le nombre de tubes unités parallèles à l’axe des# qui aboutissent sur l’unité de surface d’un plan perpendiculaire à cet axe, et soient g et h les quantités analogues pour les tubes respectivement parallèles aux axes des y et des £. Supposons que ces tubes se meuvent avec des vitesses u, v, w parallèlement aux axes et cherchons l’accroissement du nombre des tubes parallèles à x qui arrivent dans un élément de volume dx, dy, dpendant un temps infiniment petit S/.
- L’accroissement résultant du passage des tubes à travers les faces de l’élément est
- - 81 (J-x (fiC, + È Cfv) + ± (>')) dxdy dV>
- l’accroissement dû à la déformation des tubes dans l’élément est
- st (f dx + g dj + h TJ dx d? d<-
- La somme dé ces deux expressions, qui est l’accroissement cherché, peut s’écrire, après simplification :
- dt\jj. T{ (/*-*«>-«(% + 0 + ")]****f.
- Prenons pour tube unité celui qui, en rencontrant un atome, découpe une surface possédant une charge électrique égale à l’unité. Si chaque atome d’un plan possède une charge set s’il y am atomes par unité de surface, le nombre des tubes par unité de surface est ms; nous pouvons donc écrire
- f — m s.
- Mais m s étant la densité superficielle électrique sur le plan considéré, nous avons
- K E = 4 tu m s.
- Par conséquent
- ou
- f = _ _ü fty
- J 4tu dx’
- <1 désignant le potentiel. Or, d’après la relation de Poisson, on a
- d1 4 . d2 . d2 J/ ___ 4 tu
- ~dx* + Jÿ2 + dT^2 K p>
- où p désigne la densité cubique. Par suite, nous avons
- H a- cl& 4- ^ _ dx dy dç
- L’accroissement cherché du nombre de tubes parallèles à x peut donc s’écrire :
- ^ \dy ^ </“’ — bu) — «pj dx dy dç.
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- Si l’on prend l’accroissement pour limite de volume et pour limite de temps, on obtient précisément par conséquent
- a, p, y, l’énergie dans le champ magnétique est, par unité de volume,
- _L (a« + pi + Y*),
- Tt = Ty {fW ~ lM) ~ 1I? •
- Nous aurions de même
- = (vh - wh) - Tx{gu - fv) -Ÿt = Jx {wf - uh) - Ty (vb - wg) ~ Wp-
- Si nous posons
- a = 4 u [bv — gw),
- p = 4 7t (fw — bu), (1)
- y = 4 (gu —fv),
- ou, en substituant à a, p, y leurs valeurs tirées de (1)
- 2 7r [(bv — gw)3 + (pv — bu)3 + (gu — fv)3].
- La composante U parallèle à l’axe des x du moment électromagnétique, qui est la dérivée de cette expression par rapport à u, est donc
- U = 4 « | g (S“ —fv) — b (fw — bu) j = «Y — b$.
- Cette relation et les deux relations analogues
- les relations précédentes deviennent
- 4*(¥t + up) = Ty
- 4"(S+ ^) = £ 4T-(S+“,p)==£
- dp
- dy clx' da dy’
- Mais il est facile de voir que l’expression de/ est précisément celle de la composante parallèle à l’axe des x du déplacement de Maxwell; par suite
- ^est une des composantes du courant de dépla-
- cement.
- En outre, il est évident que up est une composante du courant de conduction. Les quantités entre parenthèses dans les premiers membres des relations précédentes sont donc les composantes du courant total. Si on compare ces relations à celles que Maxwell a établies entre les composantes du courant total et celles de la force magnétique, on voit que les quantités a, p, y doivent être ces dernières composantes. Les relations (1) qui définissent ces quantités montrent alors que: un tube mobile d’induction électrostatique produit une force magnétique perpendiculaire à lui-même et à la direction suivant laquelle il se meut et dont l’intensité est égale au produit par 4 -x de la force du tube multipliée par la composante de sa vitesse qui est perpendiculaire à sa direction.
- Les composantes de la force magnétique étant
- \ = bx—fy, W=/p—(2)
- montrent que le moment par unité de volume possédé par un tube mobile est perpendiculaire au tube et à la force magnétique produite par lui et est égal au produit de la force du tube et de la force magnétique. '
- En dérivant par rapport à/l’expression de l’énergie, on obtient les expressions suivantes pour les composantes X, Y, Z de la force électromotrice d’induction :
- X = îti(3 — Vy,
- Y = «y — via, (3)
- Z — vu — «p.
- Ainsi, la force électromotrice produite par le mouvement d’un tube est égale au produit de la vitesse du tube et de la force magnétique et est perpendiculaire à la fois à la direction du mouvement du tube et à la force magnétique.
- De ce résultat et des deux précédents il résulte immédiatement que le moment électromagnétique et la force èlectromoirice sont dans le plan contenant la direction du tube et celle de sa vitesse ; le moment électromagnétique est perpendicidaire au tube, la force électromotrice perpendiculaire à la vitesse.
- Dans ce qui précède, nous n’avons considéré qu’un tube, ou plutôt une série de tubes se mouvant avec une vitesse commune. II est facile d’é-
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- tendre les résultats obtenus au cas où les tubes fu gu h se meuvent avec une vitesse uu vu w, ; les tubes /2, g2, h avec une vitesse u2, v2, w2, etc. Le calcul montre que les composantes a, p, y de la force magnétique s’obtiennent alors en remplaçant dans le second membre des équations (1) les quantités hv—gw,..., par S (bv — gw),... Pour avoir les composantes du moment électromagnétique, il suffit de remplacer dans les relations (2) f, g, h par S/, Vg et Si», et pour obtenir celles de la force électromotrice il faut remplacer (3) u,v,w par leurs valeurs moyennes.
- L’auteur applique cette théorie à la discussion de trois problèmes : l’étude des phénomènes résultant du mouvement d’une sphère chargée, l’étude du champ magnétique autour d’un circuit circulaire de grand rayon, la recherche des effets magnétiques produits par la rotation de disques électrisés.
- Ces applications montrent les avantages que possède la théorie de M. J.-J. Thomson. La dernière offre un intérêt particulier, par suite des expériences récentes de M. Rowland.
- Enfin dans les dernières pages du mémoire, l’auteur montre que la théorie précédente s’applique également au cas où le champ contient des substances fortement magnétiques, comme le fer.
- ____________J- B.
- Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par N. Tesla (!).
- Dans ce procédé de transformation, le rapport de conversion ne doit pas être trop grand, car la perte par l’arc de décharge croît comme le carré du courant, et lorsque la bouteille se décharge par des conducteurs gros et courts pour obtenir de rapides oscillations il se perd une forte proportion de l’énergie emmagasinée. D’un autre côté, de trop faibles rapports de conversion ne sont pas pratiques, pour bien des motifs évidents.
- Le courant passant par un circuit pratiquement fermé les effets électrostatiques sont nécessairement faibles; on les convertit par conséquent en courant du genre voulu. J’ai effectué cette transformation de plusieurs façons ; la meilleure est indiquée par le diagramme de la figure 32. Cette manière d’opérer permet d’obtenir facile-
- ment avec un appareil simple et peu coûteux les différences de potentiel énormes qu’on n’obtient ordinairement qu’avec de grosses et coûteuses bobines.
- 11 suffit de prendre une petite bobine ordinaire, d’y adjoindre un condensateur et un circuit de décharge constitué par l’enroulement primaire d’une autre autre petite bobine qui effectue une nouvelle transformation, l’effet inducteur du courant primaire étant excessivement grand la seconde bobine n’a besoin d’avoir que peu de tours. En proportionnant convenablement ces éléments, on peut atteindre ainsi des résultats remarquables.
- En essayant d’obtenir ainsi les effets électrostatiques nécessaires, j’ai comme on pouvait s’y attendre rencontré de nombreuses difficultés que j’ai surmontées graduellement ; mais je ne suis pas encore prêt à m’appesantir sur ce sujet.
- Je crois que la décharge disruptive du conden-
- Fig. 32. — Disposition pour alimenter une bobine d’induction.
- sateur jouera un rôle important dans l’avenir, car elle offre de grandes facilités non seulement pour produire la lumière d’une manière plus efficace dans le sens qu’indique la théorie, mais aussi sous plusieurs autres rapports.
- Depuis des années l’effort des inventeurs tend à obtenir l’énergie électrique par la chaleur de la pile thermo-électrique. 11 peut sembler désobligeant de remarquer que peu connaissent le véritable défaut de la pile thermo-électrique. Ce n’est ni son mauvais rendement ni sa faible puissance — deux graves inconvénients, — mais c’est quelle a son phylloxéra; elle s’use par l’usage, et c’est ce qui l’a empêchée de se vulgariser industriellement. Maintenant que les recherches modernes semblent impliquer avec certitude l’emploi de l’électricité à très haute tension, la question se pose de savoir si on ne peut obtenir directement de la chaleur l’énergie sous cette forme.
- On est accoutumé à regarder la bobine d’induction comme un jouet et on y joint l’idée quelle est inefficace et peu pratique ; nous devons maintenant penser autrement, car nous savons que
- (i) La Lumière Electrique, 3 septembre 1891, p. 486.
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- partout nous avons affaire aux mêmes forces et que toute la question est d’inventer des procédés et des appareils convenables pour les utiliser.
- Dans les systèmes actuels de distribution électrique, l’emploi du fer, avec ses propriétés magnétiques puissantes, permet de réduire considéra-blement la dimension des appareils ; ils sont pourtant encore bien encombrants. Plus on avance dans l’étude des phénomènes électriques et magnétiques et plus on se convainc que les méthodes actuelles vivront peu. Pour la production de la lumière, au moins, de pareils mécanismes paraissent inutiles ; l’énergie nécessaire est très petite et si l’on peut obtenir la lumière avec efficacité, il est théoriquement possible que les appareils aient une faible puissance.
- 11 y a une forte probabilité que les méthodes d’éclairage de l’avenir impliqueront l’usage des très hauts potentiels et il est désirable de réaliser un appareil qui transforme la chaleur sous la forme voulue. Rien n’a été fait dans ce sens, car la pensée.que l’électricité à 50000 ou 100000 volts serait impraticable, si on la réalisait, a détourné les inventeurs de chercher dans ce sens.
- La figure 31 donne un plan déconnexions pour transformer de haute en basse tension les courants par la décharge disruptive d’un condensateur ; je me suis souvent servi de.cette disposition pour alimenter des lampes à incandescence dans le laboratoire. J’ai éprouvé quelques difficultés avec l’arc de décharge, mais je les ai tournées jusqu’à un certain point ; autrement il n’y a pas d’autre difficulté dans le réglage nécessaire et il est facile ainsi d’alimenter des lampes et même des moteurs. La ligne étant à la terre, on peut toucher sans danger tous les fils, quelque élevé que soit le potentiel au condensateur.
- On se servait dans ces expériences d’une bobine à haute tension actionnée par une pile ou par une machine à courant alternatif; mais la bobine d’induction pourrait être remplacée par un autre appareil capable de fournir l’électricité de haute tension. On peut ainsi transformer les courants continus ou alternatifs, et dans les deux cas les courants variables peuvent être d’une fréquence quelconque. Quand les courants de charge du condensateur sont de direction constante, si l’on veut que les courants transformés soient aussi de direction unique, il faut naturellement que la résistance du circuit de décharge soit choisie de façon à éviter les oscillations.
- En opérant suivant ces procédés, j’ai observé de curieux phénomènes d’impédance, qui sont intéressants. Par exemple, avec une barre épaisse de cuivre recourbée comme l’indique la figure33, et shuntée par des lampes à incandescence, ces lampes peuvent être portées à l’incandescence, bien qu’elles soient en court circuit. En se servant d’une forte bobine, on obtient facilement le long de la barre des nœuds qui sont, mis en évidence par la différence d’éclat des lampes, ainsi que le représente grossièrement la figure. Les nœuds ne sont jamais parfaitement définis; il y a simplemént des maxima et des minima le long de la barre. Ceci est dû probablement à l’irrégularité de l’arc de décharge.
- Fig. 33. — Lampes en dérivation sur une barre de cuivre, mettant en évidence les nœuds.
- En général quand on se sert de ce procédé de transformation de haute en, basse tension, on peut étudier de près l’allure de la décharge disruptive, on peut chercher les nœuds avec un voltmètre de Cardew isolé. Des tubes de Geissler peuvent également devenir lumineux entre certains points de la barre; il est bon dans ce cas d’employer de faibles capacités.
- J’ai pu de cette façon allumer une lampe (et même un tube de Geissler) shuntée par un court morceau de métal et ce résultat paraît d’abord très curieux. En fait, plus la barre est épaisse et mieux l’expérience réussit, plus elle est frappante.
- Quand on emploie des lampes à filaments longs et minces, on remarque souvent qu’ils vibrent vio-
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- lemment par instants, la vibration étant moindre aux nœuds ; cette vibration paraît due à une action électrostatique entre le filament et le verre de l’ampoule.
- Dans certaines des expériences précédentes, il vaut mieux se servir d’une lampe à filament droit comme celle de la figure 34'; on observe avec cette lampe dés phénomènes encore plus curieux. La lampe étant placée en travers de la barre et allumée, on peut, en employant de plus grandes capacités, ou en d’autres termes une moindre fréquence et une moindre impédance, porter le filament à un degré quelconque d’incandesence. En augmentant au contraire l’impédance, on atteint un point où il passe relativement peu de courant par le charbon et beaucoup par le gaz raréfié ; et peut être est-il plus exact de dire que le courant se divise
- Fig. 34. — Phénomène d’impédance dans une lampe à incandescence.
- entre les deux presque également, en dépit de l’énorme différence de résistance.
- On remarque qu’alors l’ampoule tout entière est brillamment illuminée et que les extrémités du filament sont incandescentes et lancent souvent des étincelles par suite delà violence du bombardement, tandis que le filament reste obscur. Cest ce que représente la figure 34. Au lieu du filament on pourrait employer un simple fil conducteur et l’expérience semblerait encore plus intéressante.
- D’après ces expériences il est évident que les lampes alimentées par les courants transformés seront prises de préférence parmi celles dont les fils de platine sont assez éloignés et qu’on ne se servira pas de trop grandes fréquences, car la décharge se produirait aux extrémités du filament, à la base de la lampe entre les fils de communication, et la lampe pourait être abîmée.
- En vous présentant ces résultats de mes recherches, je n’ai fait que mentionner les faits dont je
- m’occupe depuis longtemps et j’ai choisi parmi beaucoup d’observations celles qui m’ont semblé devoir le plus vous intéresser. Le champ est vaste et complètement inexploré ; à chaque pas il y a une vérité à recueillir, un nouveau fait à observer.
- L’avenir dira dans quelle mesure les résultats acquis sont susceptibles d’application pratique. En ce qui concerne la production de la lumière, certains résultats atteints m’encourage et me font dire que la solution pratique du problème est dans la direction que je me suis efforcé d’indiquer. Aussi quel que soit le résultat immédiat de mes expériences j’ai confiance qu’elles feront faire un pas vers la perfection idéale et finale. Les possibilités ouvertes par les recherches modernes sont si vastes que même les plus réservés doivent se sentir confiants dans l’avenir.
- Des savants éminents considèrent comme rationnel le problème consistant à utiliser une sorte déterminée de radiation à l’exclusion des autres. Dans un appareil destiné à produire la lumière par transformation d’énergie, un pareil résultat ne sera jamais atteint, car quel que soit le mode de production des vibrations nécessaires, qu’il soit électrique, chimique ou autre, il sera impossible d’obtenir les vibrations les plus élevées sans passer par des vibrations calorifiques plus lentes. C’est le problème consistant à imprimer à un corps une certaine vitesse sans passer par les vitesses moindres. Mais il y a possibilité d’obtenir de l’énergie du milieu non seulement sous forme de lumière, mais sous forme de force motrice et sous toute autre forme. Le temps viendra où cela s’accomplira et le temps est venu déjà où l’on peut le dire devant un auditoire éclairé sans passer pour un visionnaire. Nous marchons avec une vitesse inconcevable à travers l’espace infini ; tout ce qui nous entoure est en mouvement et l’énergie est partout. 11 doit y avoir un moyen plus direct d’utiliser pour nous cette énergie. Et quand la lumière proviendra du milieu et que l’énergie sous toutes formes sera ainsi obtenue sans effort de son inépuisable réserve, l’humanité marchera à pas de géants.
- La seule contemplation de ces magnifiques perspectives grandit nos esprits, fortifie notre espérance et remplit nos cœurs d’une suprême joie.
- E. R.
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- FAITS DIVERS
- Un bourgeois de Harlem (état de New-York) vient d’intenter à une compagnie électrique de cette localité un procès qui fait songer à celui du bourgeois d’Arras réclamant, il y a un siècle, contre l’établissement d'un paratonnerre. Ce personnage, qui porte cependant le nom de Howard A. Morse, demande au juge de faire enlever deux lampes à arc dont la lumière le gêne. Il prétend que cette clarté trop vive attire les insectes dans son salon et empêche les servantes de bien nettoyer les carreaux de ses fenêtres, etc., etc.
- Le Western Electrician cite dans le même numéro l’histoire d’un habitant de Chicago, que l’on pourrait donner comme exemple à l’avocat chargé de combattre les prétentions de M. Morse. Ce personnage doit bénir la compagnie électrique, car il a trouvé moyen de supprimer toutes les lampes de sa maison depuis qu’on a installé une lampe électrique devant ses fenêtres. II lit chaque soir son journal, qui est imprimé très fin, sans autre obligation que de tourner le dos à la rue.
- Nous avons cité à plusieurs reprises des faits prouvant que sous la pression des nécessités militaires, les Chinois étaient obligés de surmonter leur répugnance à emprunter aux Baibares leurs lignes télégraphiques.
- Nous trouvons dans l'Iran des faits qui prouvent que malgré lui, le souverain du Céleste-empire est arrivé à posséder un réseau respectable. La capitale est en communication directe avec Tien-Tsin et avec les principales villes de Mantchourie, où se recrutent les guerriers. Cette ligne a été poussée jusque sur la frontière russe, c’est-à-dire sur les bords du fleuve Amour et de l’Ossouri.
- Les principales villes de l'empire sont actuellement rattachées entre [elles et avec la capitale, notamment les sept ports où les étrangers ont été admis. La ligne qui suit la vallée du Yang-tse-Kiang a même été poussée dans des régions où le commerce européen n’a pdtnt encore pénétré.
- Un docteur anglais recommande l’emploi de la pile électrique pour guérir la sciatique.
- Le pôle positif de la pile, formé d’une plaque de charbon, est entouré de coton imbibé de chloroforme : on l’applique sur la partie malade, l’autre pôle étant en contact avec une partie quelconque du corps.
- L’intensité du courant doit être comprise entre 5 et 10 milliampères.
- L’application de ce traitement doit être faite tous les deux jours, une heure chaque fois; après une semaine un mieux sensible est constaté.
- ...547:1
- 11 est arrivé à Agricultural Hall un accident qui est bien ce nature à servir d’avertissement aux ingénieurs chargés'de procéder à une installation d'éclairage. Une lampe électrique s’est détachée du plafond et a écrasé une petite fille. La lampe pesait 27 kilog. On avait eu le tort de la suspendre par des fils de cuivre qui, s’étant échauffés, ont probablement perdu la résistance nécessaire pour ne pas céder au poids.
- La Compagnie Brush vient d’être aussi heureuse pour ses accumulateurs que M. Edison pour ses lampes à incandescence. Le jugement du juge Coxe a permis à cette Société de remettre en service dans les rués de New-York lés seize voitures électriques qui sont sous la remise depuis le mois de janvier dernier.
- Le même effet va se faire'Sentir à Washington, où la compagnie possède quarante-quatre voitures. Le Western American ajoute à ces renseignements qu’on va essayer le même système à Indiana et à la Nouvelle-Orléans Faut-il rappeler encore une fois que Paris, la patrie des accumulateurs, est moins bien favorisé?
- Il y a beau temps que les deux voitures qui fonctionnaient de l’avenue de Villiers à la Madeleine ont fait leur dernier voyage et personne ne songe à les remplacer.
- La station centrale de la Heat and Power Company, à Ri-chemond, a été complètement détruite par un incendie provoqué par un vice de construction de l’usine. Le feu s’est déclaré dans la partie du bâtiment qui renferme les chaudières et la cheminée; des charpentes en bois trop rapprochées des parties chaudes ont pris feu.
- L’usine renfermait douze dynamos et quatre machines à vapeur, dont deux du système Armington-Sims à grande vitesse de 65 chevaux chacune et la quatrième de 500 chevaux, à petite vitesse, du système Corliss.
- Deux machines Armington attaquaient des dynamos Thomson-Houston pour l’éclairage à arc, et la troisième un alternateur Westinghouse de 750 lampes. Cinq alternateurs étaient conduits par la machine type Corliss. L’excitation des dynamos était produite par deux machines Edison.
- Les chaudières, au nombre de six, étaient logées dans une pièce contiguë à celle des machines.
- La compagnie a fait tous ses efforts pour rétablir le service et aujourd’hui trois alternateurs de 2 000 lampes chacun et une dynamo de 1000 lampes, commandés par des machines à grande vitesse sont montés dans un bâtiment provisoire.
- Le syndic de Rome a reçu une demande en concession de plusieurs tramways électriques destinés à relier les places du Peuple, de Venise, de Saint-Pierre, de Strozzi et le Transte-
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- vt'îre. La compagnie serait distincte de celle qui a obtenu la concession des tramways de Tivoli, dont nous avons parle à différentes reprises.
- Le gouvernement belge a installé la section électrique de l’université de Liège dans un bâtiment si spacieux que chaque couple d’étudiants peut avoir un laboratoire spécial. A l’occasion de cette installation, M. Montefiore Lévy, qui a créé cette école en 1883, et qui l’a plusieurs fois assistée de ses largesses, vient de lui donner une somme de 150 000 francs pour permettre d’acheter les instruments nécessaires à l’utilisation des laboratoires.
- M. Zurini, directeur de la nouvelle école d’électricité de Milan, est un élève de cette institution dont nous avons donné dernièrement une description détaillée.
- Il est bon d’ajouter à ce qui précède qu’avant de se décider à créer une école technique à Manchester, le conseil municipal a envoyé sur le continent une commission chargée d’inspecter les institutions existantes. Les commissaires se sont décidés à adopter le système en usage à l’Ecole polytechnique de Zurich, où l’on ne fait payer aucun droit d’admission aux étudiants, mais pour les admettre dans l’établissement, ainsi que pour les autoriser à continuer leurs études, on leur fait passer de fréquents examens.
- Nous devons annoncer à nos lecteurs que prenant en considération une demande de la Chambre de commerce de Londres, les directeurs du Palais de Cristal ont décidé de remettre au i" janvier de l’année 1892 l’ouverture de leur exposition électrique. Ils n’ont pu accorder un délai plus grand pour ne pas manquer aux nombreux engagements qui ont déjà été pris.
- L’exposition de travail du palais des Champs-Elysées est tout entière éclairée au gaz. Il y a des carburateurs et des brûleurs de toute espèce, conçu, dans l’intention évidente de rivaliser d’éclat avec les lampes à incandescence. Nous n’avons pas besoin de dire que le succès est loin de répondre à ces visées ambitieuses, mais il est piquant de voir que dans une partie importante de leur œuvre, les organisateurs se sont infligé un cruel démenti.
- Le clou de l’exposition est la démonstration du travail du fer, en commençant par le minerai et en continuant par le haut-fourneau et le four à puddler. Pour tous ces tableaux, on a besoin d’une lumière éblouissante que le gaz eût été impuissant à donner. En conséquence, on s’est adressé à la lumière électrique, qui, sans cette circonstance, aurait été complètement bannie du palais.
- M. Wallace, agriculteur distingué du comté de Kent, faisait le 10 août, sous un arbre de Browley, une conférence, sur l’éducation des abeilles.
- Neuf auditeurs et l’orateur étaient placés sous une tente où se trouvaient une ruche et des outils d’agriculture. Tout d’un coup un violent coup de foudre éclata. Conférencier et auditeurs furent précipités à terre. Quand on releva ces malheureux, on reconnut que trois avaient cessé de vivre, et trois autres, au nombre desquels se trouvait M. Wallace avaient été grièvement blessés.
- La ville de Manchester a besoin de faire exécuter un nouveau système d’égouts. 11 paraît que le travail va être fait à l’aide d’excavateurs électriques qui emploient une force de 12 chevaux-vapeur.
- On nous écrit d’autre part que le conseil, suivant l’exemple de la corporation de la Cité de Londres, a créé dans son école technique une section exclusivement consacrée à l’électricité.
- Nous trouvons dans le Petit Journal du 3 septembre un écho des expériences de M. Siemens sur la lumière électrique. Si l’on en croit céttê information, les laitues éclairées par un puissant rayon d’une lampe à arc se porteraient mieux que les autres. Le fait résulterait d’observations d’un M. Rawson, qui habiterait l’Angleterre. L’explication serait au moins bizarre. Les laitues ainsi illuminées seraient débarrassées des insectes qui les rongent ordinairement, et qui les auraient abandonnées pour aller périr dans le foyer électrique.
- Faisons remarquer à ce propos qu’il se tient en ce moment aux Champs-Elysées une exposition d’apiculture et d’inséctologie, dans laquelle on a oublié de faire figurer l’arc électrique comme moyen de destruction des insectes.
- Ce procédé serait surtout efficace dans les régions tropicales, où la population insectologiqué est beaucoup plus variée et beaucoup plus nombreuse que dans les climats tempérés.
- Le Congrès géographique de Berne a émis le vœu que le gouvernement fédéral se mette d’accord avec le gouvernement italien pour adresser aux autres nations le vœu qu’un congrès universel désigne un méridien unique comme point de départ de l’heure universelle. Le Congrès géographique considère comme nul le résultat du Congrès diplomatique de Washington qui, à l’exception de la France et du Brésil, a adopté le méridien de Greenwich comme premier méridien universel et aboli l’heure astronomique. Nous doutons beaucoup que le vote du Congrès de Berne fasse revenir sur la décision adoptée il y a quelques années.
- En attendant, l’heure nationale française vient de faire un nouveau pas. La Dépêche de Tunis nous annonce dans un
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- de ses derniers numéros que l’heure de Paris vient d’être adoptée dans toute la régence, bien entendu sans que les Arabes se soient aperçus du changement. En effet, le temps vrai de la kasbah de Tunis n’est en avance que de 31" 19" sur le temps vrai de l’Observatoire de Paris.
- Dans le courant du mois d’août a eu lieu à Washington la réunion annuelle des télégraphistes. Une circonstance particulière donnera à ce meeting un intérêt tout particulier.
- Le gouvernement fédéral ayant fait construire à ses frais une ligne télégraphique qu'il compte exploiter, le directeur des postes a décidé que l’honneur d’expédier le premier message serait réservé à M" Roswell Smith, qui habite Washington. Cette dame, qui était alors miss Annie G. Ellsworth, a joué un rôle important dans les luttes que Morse a eu à soutenir pour obtenir l’autorisation d’expérimenter son appareil. Son pèré était alors commissaire des patentes, et son influence s’est fait sentir de la façon la plus avantageuse en faveur de l’inventeur, alors pauvre et méconnu.
- M. Louis Figuier a dépeint cette dame sous les traits de Miss Telegraph dans la pièce qu’il a consacrée à ces singuliers événements.
- Le procès relatif aux révélations de la presse américaine sur la seconde électrocution aura de très grands développements et acquérera les proportions d’un événement politique de premier ordre.
- En effet, le New-York Herald n’est pas le seul journal impliqué. Le grand jury a décrété l’accusation du Journal de la presse, du Sun, du World, du Recorder et de VAdver-User. Le verdict du jury ne semble pas douteux.
- Nous pouvons dire que de semblables poursuites bouleverseront complètement nos idées en matière de publicité.
- Le National annonce que les Arabes des environs de Tan-gèr viennent de mettre en fuite les télégraphistes espagnols chargés de poser le câble d’atterrissage de Tanger à Ceuta et de compléter le réseau que nous avons décrit il y a quelques mois.
- Il faut espérer que l’opposition faite par une poignée de barbares à l’introduction de l’électricité sur le territoire sacré de la monarchie cherifienne ne fera que donner un nouvel éclat à son triomphe.
- Les voleurs ont pris depuis quelque temps pour objectif à Paris les plombs qui environnent les conducteurs de lumière et de télégraphie. Ces derniers sont placés dans les égouts su-des crochets, de sorte que rien n’est plus facile que de les enlever. Le Figaro nous apprend qu’on en a enlevé plusieurs pesant 7 à 800 kilos.
- Une combinaison assez curieuse de la photographie à la galvanoplastie vient d’être proposée par M. Falk, de Berlin. Afin de métalliser des objets délicats, il suffirait de les revêtir d’une couche de collodion sensibilisée, de les exposer de tous les côtés à la lumière et de développer suivant la méthode ordinaire avec les sels de fer. On obtiendrait ainsi une surface parfaitement continue.
- Ce procédé n’est pas nouveau; il a été plusieurs fois décrit dans les cours de physique, mais seulement pour de très petits objets.
- Un théâtre a été frappé par un coup de foudre, à Gross-wardein, petite ville située en Hongrie. L’accident arriva au milieu d’une représentation. En entendant le bruit et en voyant la flamme chacun s’imagina naturellement qu’il était survenu une explosion de gaz et que le théâtre brûlait.
- Cette méprise détermina une panique pendant laquelle plusieurs femmes se trouvèrent mal et furent quelque peu contusionnées pendant la cohue. Heureusement, quelques personnes plus raisonnables calmèrent ce singulier tumulte et l’on n’eut pas de blessures graves à déplorer.
- Éclairage Électrique
- La Compagnie Popp a obtenu du conseil municipal la concession de l’éclairage électrique des entrepôts de Bercy.
- Le conseil municipal d’Hampstead, un des quartiers excentriques de Londres, vient de prendre une décision favorable à l’introduction de l’électricité. Mais un certain nombre de conseillers hésitent à donner la concession à une compagnie et préféreraient imiter la paroisse de Saint-Pancrace, qui exploite directement sa station de lumière.
- Espérons que les conseillers prendront une décision quelconque au lieu de rester infiniment dans la situation connue de l’âne entre les deux bottes de foin.
- La municipalité de Sophia paraît décidée à exploiter par elle-même; en conséquence, elle a publié un avis annonçant qu’elle crée un concours pour un projet d’éclairage électrique. Il y aura trois prix : un de 10000 francs, un de 7000 et un de 5000. Les mémoires doivent arriver dans la capitale de la Bulgarie avant le 28 décembre, jour où les plis seront ouverts. Les renseignements nécessaires seront naturellement fournis aux futurs concurrents. • •
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- Le ville de Pise vient de décider qu'elle mettrait son éclairage en adjudication, mais le cahier des charges contient une clause assez singulière. Pour chaque interruption durant plus d’un quart d’heure, la compagnie aura à payer une amende dont la quotité varie de 5 à 1000 francs, suivant la quantité d'énergie affectée. S’il survient dans le mois une seconde interruption totale, l’amende sera portée à 2000 fr. Les fils peuvent être placés sur poteaux ou souterrainement, mais dans cette seconde hypothèse il faut qu’ils soient enfouis à une profondeur de plus de 7 mètres.
- Télégraphie et Téléphonie
- Après avoir souvent enregistré les plaintes des abonnés des téléphones, le Temps consacre aujourd’hui un article à celles des demoiselles employées par l’administration pour le service des communications. Le tableau est assez sombre, mais il est égayé par le récit d’un certain nombre de mariages qui se sont faits parce que les futurs se sont épris l’un de l’autre au son de la voix, dit le véridique chroniqueur. Mais il est permis de douter que la flirtation qui a précédé le conjungo ait été toute auriculaire.
- En ce moment il est fortement question de rapporter l’acte d’union entre la Suède et la Norvège. C’est sans doute dans le but de lutter contre ces tendances que le parlement suédois vient de voter l’établissement d’une ligne téléphonique entre Stockholm et Christiania. Cette décision a été accompagnée de l’ouverture d’un crédit de 70 000 francs pour conduire la ligne jusqu’à la frontière norvégienne.
- Le parlement de Christiania ayant accordé les fonds pour la construction de la seconde moitié de la ligne, les travaux ne tarderont point à commencer.
- Quelques chefs de bureaux téléphoniques publics d’Angleterre ont émis la crainte que les membranes de fer ne communiquent certaines maladies contagieuses. La crainte est sans doute exagérée.
- La création de bureaux téléphoniques est autorisée dans les communes de Landes-Genusson (Vendée); Chagnon-d’Aumagne (Charente-Inférieure); Vornay (Cher); Chémery (Loir-et-Cher).
- Le nouveau câble anglo-germain a été fabriqué et posé par4a maison Siemens de Londres. Sa longueur est. de 450 kilomètres, et il a coûté 2375 000 francs. Le service se faisait jusqu’ici par Jeux câbles contenant chacun 4 conducteurs et dont un appartenait à chacune des deux nations.
- Aujourd’hui le câble sera la propriété indivise de l’Angleterre et de l’Allemagne.
- L’exploitation de cette ligne peut être citée comme un argument en faveur des partisans du bon marche. En 1879, avec un tarif de 37 centimes 1/2 par mot, le nombre des télégrammes transmis s’élevait à 600 000. En 1889, avec un tarif réduit de moitié, il s’élevait à 1 320 000.
- Bientôt l’électricité fera le périple du continent noir. L'FJectrical Engineer de Londres nous apprend que le gouvernement allemand s’est décidé à établir une ligne sur la côte de ses possessions de l’Afrique sud-est.
- La pose du télégraphe anglo-allemand a été exécutée par le bateau à vapeur Faraday, appartenant à l’établissement de la maison Siemens, à Carlton, près de Woolwich, où le câble, qui a une longueur de 300 kilomètres a été construit.
- Le lundi 10 août le Faraday s’est rendu en rade de Bac-ton, petite station balnéaire de Norfolk. Le bout de terre a été amarré à une cabane télégraphique à l’aide d’un radeau, et à quatre heures du soir le bateau câblier mettait le cap sur l’embouchure de l’Ems, déroulant son câble avec une vitesse de 6 nœuds à l’heure.
- Le matin du 12, le Faraday arrivait en vue de l’île sablonneuse de Borkum et travaillait à joindre le bout du bord avec celui de terre, amarré à une bouée ancrée à 10 milles au large. La dernière épissure était faite à trois heures du soir. La fin de l’opération a été saluée par des salves d’artillerie et les hurrahs des baigneurs.
- Nos communications télégraphiques avec l’étranger vont être incessamment développées par la construction de nouveaux fils. On sait qu’une dépense de 72)000 francs a été récemment votée dans ce but par le parlement.
- Deux fils de 810 kilomètres seront établis entre Paris et la frontière espagnole, afin de relier Paris et Madrid par une deuxième ligne d’une part, et de créer d’autre part un fil direct entre Paris et Lisbonne.
- Un fil de 236 kilomètres sera posé entre Bordeaux et Bilbao; un autre de 410 kilomètres servira à développer notre réseau avec l’Allemagn:. Enfin, deux fils de 340 kilomètres entre Paris et Calais serviront l’un au second câble de Calais-Paris et l’autre à établir une nouvelle communication avec Londres, afin de relier cette capitale avec Rome.
- Imprimeur-Gérant : V.Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- La Lumière Electrique
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- 31, Boulevard des Italiens, Paris
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- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XLI) SAMEDI 19 SEPTEMBRE 1891 No 38
- SOMMAIRE. — La session de l’Association britannique à Cardiff; P.-H. Ledeboer. — L’Automate, appareil photographique électrique de M. Enjalbert; Paul Robert. — Les transformateurs à courant continu, système Lahmeyer; Ch. Jacquin.— Production du sodium et du potassium par l’élecirolyse; E. Andreoli. — Applications mécaniques de l’électricité; Gustave Richard. — Chronique et revue de la presse industrielle : Méthode de M. Rasch pour le calcul du prix de revient d’un réseau de distribution. — Contact ou bouton de sonnerie Bagnold. — Sonnerie à pile Mix et Genest. — Les anémomètres enregistreurs et avertisseurs de la Tour Saint-Jacques. —Ventilateurs électriques. — Revue des travaux récents en électricité : Sur le calcul du double enroulement d’une dynamo à potentiel constant, par M. L. Bell, — Sur réchauffement des conducteurs par les courants et sur la distribution électrique dans ces conducteurs, par J. Mac Cowan. — Variétés : Sur le transport électrique de la force, par M. Gisbert Kapp. — Faits divers.
- LA SESSION
- DE
- L’ASSOCIATION BRITANNIQUE
- A CARDIFF
- Les assistants ont été cette année moins nombreux encore que l’an passé à la réunion de l’Association britannique pour l’avancement des sciences. Cette session bien que privée d’une partie de son éclat que lui donne ordinairement la présence de ses membres les plus influents, tels que sir William Thomson, lord Rayleigh et plusieurs autres, n’a cependant pas été dépourvue d’intérêt.
- Nous rendrons donc compte des principales communications concernant l’électricité, et nous commencerons par le discours du président, M. Huggins. Ce discours ne touche qu’incidem-ment à l’électricité, mais il fait voir combien les différentes branches de la science dépendent les unes des autres, et cette dépendance a été clairement mise en évidence par l’orateur. M. Huggins fait remarquer d’une manière très saisissante le fait que l’avancement d’une science a presque toujours un contre-coup sur une autre. Par exemple, la découverte de la pellicule de gélatine sensible a donné une impulsion considérable à
- l’astronomie moderne; elle a ouvert sur l’inconnu un chemin que n’auraient pas osé rêver les plus audacieux il y a une trentaine d’années.
- Pour ce qui concerne l'électricité, il suffit de rappeler que la photographie a permis de constater des détails nouveaux dans les décharges de l’électricité atmosphérique.
- Voici le passage où M. Huggins s’occupe des rapports de la spectroscopie avec l’électricité ;
- « Ce que la spectroscopie nous révèle immédiatement, ce sont les ondes produites, il y a des années ou des centaines d’années, dans l’éther remplissant l’espace interstellaire, par les mouvements des molécules des substances célestes. En général, ce n’est que lorsqu’un corps est gazeux et suffisamment chaud que les mouvements de ses molécules peuvent produire des raies brillantes et une absorption correspondante.
- « Les spectres des corps célestes sont, en effet, en grande partie, des spectres d’absorption, mais nous les étudions ordinairement à travers les spectres d’émission correspondants des corps portés à la forme gazeuse et rendus lumineux soit à l’aide de la flamme, soit par des décharges électriques.
- « Dans les deux cas malheureusement, comme l’ont montré dernièrement MM. Liveing, Dewar, Wullner, Wiedemann et d’autres, il paraît qu’il n’y a pas de relation directe entre la radiation lumineuse telle qu'on la voit dans le spectroscope et
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- la température de la flamme ou du contenu gazeux des tubes à vide, le mot de radiation étant appliqué au mouvement moyen de toutes les molécules. Dans les deux cas les mouvements vibratoires à l’intérieur des molécules, auxquels l’effet lumineuxest dû, sont presque toujoursplusgrands que ceux qui seraient produits par la rencontre des molécules ayant des mouvements de translation non supérieurs aux mouvements moyens qui caractérisent la température du gaz.
- « La température du tube à vide à travers lequel passe une décharge électrique peut être faible lorsqu’on consulte le thermomètre et en ne tenant pas compte de la petitesse extrême de la masse en mouvement, mais les vibrations des molécules lumineuses doivent être violentes, quelle que soit la cause de l’ébranlement par suite de la décharge. En admettant avec M. Schuster qu’il y a comparativement peu de molécules qui transportent la décharge et que c'est à la rencontre de ces molécules seulement que l’effet lumineux est dû, la température du gaz serait très élevée, si toutes les molécules participaient à un mouvement pareil.
- « Dans les conditions ordinaires d’expériences, la température ou le chemin moyen de parcours des molécules n’a donc pas nécessairement un rapport direct avec la radiation totale, qui est la somme des radiations dues à chaque molécule lumineuse.
- « Ces phénomènes ont été discutés dernièrement par M. Ebert au point de vue de la théorie électromagnétique de la lumière.
- « 11 taut faire une grande attention lorsqu’on raisonne en partant d’expériences de laboratoire sur la température des corps célestes d’après les radiations, et spécialement parce qu’il est vraisemblable de supposer que la luminosité n’est pas ordinairement associée à des changements chimiques ou à des décharges électriques, mais est due à de simples lueurs provenant de la conversion en mouvement moléculaire de l’énergie de gravitation.
- « M. Stas a montré, dans une communication récente, que les spectres électriques doivent être regardés comme différents des spectres dus aux flammes et — d’après ses recherches — les raies du sodium autres que D sont produites seulement par les décharges électriques disruptives. Comme ces raies sont renversées dans le spectre solaire, il en conclut que la radiation du soleil est due uniquement à des décharges électriques» Mais Wolf
- et Diacon, et plus tard Watts, ont observé les autres paires de raies du spectre du sodium lorsque la vapeur est portée à Une température supérieure à celle de la flamme d’un bec Bunsen. »
- Dans la section des sciences mathématiques, le discours d’ouverture a été prononcé par M. Lodge, qui, passant en revue les découvertes marquantes faites dans le courant de l’année, ne pouvait manquer de citer l’expérience de M. Lippmann sur la photographie des couleurs. On peut s’étonner à bon droit qu’il ne l’indique qu’après l’expérience, assurément intéressante, de Wiener, et, en citant des idées théoriques de lord Rayleigh, qu’il les mette — pour ainsi dire — sur le même pied que la découverte si longtemps attendue du physicien français.
- Au lieu d’exposer ensuite comme d’ordinaire le résultat de quelque recherche personnelle, M. Lodge s’est contenté cette année de préconiser la fondation d’un laboratoire national anglais d’études physiques et de défendre les tendances métaphysiques de ses dernières publications, auxquelles sans doute les contradictions et les attaques n’ont point été épargnées. 11 s’élève avec une grande énergie contre les tendances restrictives de l'ertseignement public relativement à toutes les doctrines nouvelles, qui n’acquièrent droit de cité que lorsqu’elles ont réussi à s’imposer complètement : il prend pour texte et pour exemple le domaine nouveau et si peu exploré encore des phénomènes de transmission de la pensée et de la suggestion, qui finiront sans doute parfaire reconnaître leur réalité objective.
- Et comme dernière réponse aux détracteurs systématiques de ce genre de spéculations, M. Lodge les recommande, au contraire, pour rappeler par-foisàl’hommedesciencela grandeur flnalede l'œuvre à laquelle il contribue pour une certaine part.
- Une des questions qui ont le plus occupé l'Association britannique et dans laquelle son influence a été des plus heureuses est celle des unités électriques. 11 est donc naturel que ce sujet donne lieu à des discussions intéressantes. Le document le plus important a été le rapport sur les étalons électriques fait par la commission du Board oftrade. Comme les conclusions de ce rapport ont une portée en quelque sorte officielle, nous l’analyserons avec quelques détails.
- Les conclusions de ce document sont les suivantes :
- i. 11 est désirable que de nouvelles dénomina-
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- tions d’étalons pour la mesure l’électricité soient faites et approuvées par le Board ofTrade.
- 2. Les grandeurs de ces étalons doivent être déterminées d’après le système de mesures électromagnétiques, le centimètre étant pris pour unité de longueur, le gramme pour unité de masse, la seconde pour unité de temps; les mots centimètre et gramme désigneront les étalons de ces noms, déposés au Board of Trade.
- 3. L’étalon de résistance électrique désigné sous le nom d’ohm doit avoir pour valeur le nombre iooo ooo ooo en fonction du centimètre et de la seconde.
- 4. La résistance offerte à un courant électrique constant par une colonne de mercure d’une section uniforme de un millimètre carré et d’une longueur de 106,3 cm>> à la température de la glace fondante, est adoptée comme représentant un ohm.
- 5. La valeur de l’étalon de résistance construit par la commission de l’Association britannique pour l’avancement des sciences dans les années 1863 et 1864, et connu sous la désignation de l’unité B A, peut être prise comme représentant 0,9866 ohm.
- 6. L'étalon matériel construit en métal solide et vérifié par comparaison avec l’unité de l’Association britannique sera adopté comme étalon de l’ohm.
- 7. Afin de pouvoir remplacer l’étalon s’il est perdu, détruit ou endommagé, et pour les usages ordinaires, on construira un nombre limité de reproductions, et on les comparera périodiquement avec l’ohm-étalon et avec l’unité de l'Association britannique.
- 8. Les résistances construites en métal solide seront adoptées pour les multiples et les sous-multiples comme étalons du Board ofTrade.
- 9. L’étalon de courant électrique porte le nom d’ampère et a la valeur d’un dixième en fonction du centimètre, du gramme et de la seconde.
- 10. Un courant constant traversant une solution aqueuse de nitrate d'argent, suivant la notice accompagnant ce rapport et déposant une quantité d’argent de 0,001118 gramme par seconde, peut être pris comme représentant un courant d’un ampère.
- 11. Par courant alternatif d’un ampère, il faut comprendre un courant tel que la racine carrée de la moyenne par rapport au temps du carré de son intensité à chaque instant est un ampère.
- 12. Les instruments construits sur le principe de la balance, dans lesquels, par une disposition convenable des conducteurs, il se produit des forces attractives et répulsives dépendant de l'intensité du courant qui traverse l’appareil et qui sont équilibrées par des poids gradués, seront adoplés comme étalons du Board ofTrade pour la mesure de l’intensité des courants, qu’ils soient constants ou alternatifs.
- 13. L’étalon de pression électrique est désigné sous le nom de volt; cette pression, appliquée d une manière continue à un conducteur dont la résistance est un ohm, produit un courant d’un ampère.
- 14. La pression électrique entre les bornesd’une pile électrique connue sous le nom de pile Clark peut être prise comme ne différant à i6°,6 C. (62° Fahr.) de la pression de 1,433 volt que d’une faible quantité qui sera déterminée par une sous-commission, désignée pour étudier cette question et pour préparer une notice pour l’emploi de cette pile.
- 15. La pression alternative d’un volt désigne une pression telle que la racine carrée de la moyenne par rapport au temps du carré de sa valeur à chaque instant exprimée en volts est égale à l'unité.
- 16. Les instruments construits sur le principe de l’électromètre à quadrants de sir W. Thomson, employés d’après la manière idiostatique, et, pour des pressions élevées, sur le principe de la balance, les forces électrostatiques étant équilibrées par des poids gradués, seront, adoptés comme étalons du Board ofTrade pour la mesure des pressions constantes ou alternatives.
- Certaines de ces propositions, ont une importance capitale au point de vue pratique.
- Ainsi, on constate d’abord l’adoption d’un étalon de résistance non en mercure, mais en métal solide, l'étalon de mercure étant difficile à conserver, à transporter et à mettre en expérience. La valeur de 106,3 cm. adoptée coïncide avec les valeurs moyennes obtenues dans ces dernières années, et il est à souhaiter que l’ohm légal de 106 centimètres disparaisse bientôt totalement.
- On a toutefois décidé que l’étalon de l’ohm ne serait pas l’étalon réalisé matériellement, mais bien io9 unités électromagnétiques C. G. S. 11 était d’ailleurs difficile de ne pas admettre cette définition, puisque l’ohm est une unité dérivée des unités mécaniques. On sait que pour le mètre on n’a pas adopté cette manière : en principe le
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- mètre devait être la quàrante-millionnième partie du méridien terrestre, mais on sait que par suite d’évaluations erronnées, il y a une certaine différence entre le mètre et cette partie définie du méridien.
- Lorsque les nouvelles déterminations du méridien ont été effectuées, on n’a pas changé la valeur du mètre, mais on a.continué à définir comme unité de longueur le mètre en platine déposé aux archives, et la dix-millionnième partie du quart du méridien terrestre est plus grande que le mètre légal d’environ deux dixiémes de millimètre, quantité qui est, comme on le voit, parfaitement appréciable. La définition adoptée évite qu’une pareille contradiction puisse se reproduire avec l’ohm.
- La valeur de l’équivalent électrochimique de l’argent, 0,00m8 gramme par seconde pour un ampère, permet d’effectuer facilement et rapidement certaines mesures; la constatation officielle de cette valeur répandra certainement ce moyen commode et peu coûteux de mesure.
- Pour l’application de cette méthode, on a joint au rapport les instructions suivantes :
- Lorsqu’il s’agit de mesurer des courants dont l’intensité est d’environ un ampère, la capsule de platine servant de cathode et sur laquelle le dépôt s’effectue doit avoir un diamètre d’au moins io centimètres et une profondeur de 4 à 5 centimètres. Comme anode il faut prendre une plaque d’argent pur d’une surface d’environ 30 centimètres carrés et d’une épaisseur de 2 à 3 millimètres. Cette plaque doit être supportée horizontalement dans la solution et près de la surface par un fil de platine traversant les coins opposés de l’anode.
- Afin d’éviter que des particules d’argent détachées de cette anode ne tombent dans la capsule, cathode, il faut entourer la plaque d’argent de papier à filtrer fixé sur le revers de la plaque avec de la cire à cacheter. Comme électrolyte, il faut prendre une solution de 15 parties en poids de nitrate d’argent pur dans 85 parties d’eau distillée. La résistance du voltamètre change quelque peu lorsque le courant passe; il faut, pour atténuer cet effet, intercalei dans le circuit des résistances de telle façon que la résistance totale du circuit métallique ne soit pas inférieure à 10 ohms.
- Pour étalon pratique de force électromotrice ou de pression électrique, comme le document officiel le désigne, on a pris l’étalon Clark, dont la force électromotrice à i6°,6C. est 1,433 volt. Cet
- élément donne certainement de bons résultats, mais nous sommes convaincus que l’élément, Gouy dont la manipulation est -très commode, fournit des résultats tout aussi satisfaisants.
- D’après le rapport qui accompagne le document dont nous venons de reproduire les passages les plus importants, les étalons précédents permettent d’obtenir l’approximation de 0,01 0/0 ou 1/10000 pour l’ohm, celle de 0,1 0/0 ou i/iooo pour l’ampère et celle de 1/4 0/0 ou 1/400 pour le volt.
- Pour la mesure des courants on pourra se servir de balances comme celles du genre Thomson ou de l’électrodynamomètre-balance de M. Pellat, que nous avons décrit ici (*) et à l’aide duquel M. Pellat a déterminé dernièrement le rapport des unités électriques avec une grande approximation.
- On trouve dans ce document une définition sommaire de ce qu’on entend par intensité d’un courant alternatif; cette définition a au moins l’avantage de fixer les idées et de couper court à bien des discussions. Ce passage a donné lieu, paraît-il, à de nombreuses discussions entre les membres de la commission. 11 est évident que la définition appliquée à des courants périodiques ne coïncide pas avec la définition ordinaire de l’intensité de courant comme étant le rapport de la quantité totale d’électricité qui a traversé un conducteur au temps pendant que ce passage a eu lieu, et que dans certains cas on pourrait avoir, pour le même courant, deux valeurs différentes. On a cité comme exemple la machine Brush, à laquelle il faudrait appliquer la définition adoptée par la commission lorsqu’il s’agit d’éclairage électrique et prendre la moyenne par rapport au temps si l’on employait la machine pour la galvanoplastie ou pour le dépôt des métaux.
- L’expression de « pression électrique » a soulevé également des discussions ; nous ne voyons pas trop pourquoi le mot «tension » ne ferait pasâussi bien l’affaire; c’est, croyons-nous, parce qu’en électricité statique un corps dont le potentiel est constant peut avoir des tensions différentes le long de sa surface qu’on a voulu éviter l’emploi de ce terme, afin de ne pas exprimer par le même mot deux idées différentes. Mais dans la pratique ce point est assez secondaire et le terme «pression » ne donne pas une idée plus exacte de la chose. C’est qu’il s’agit de remplacer par des mots assez
- (*) La Lumière Electrique, t. XXIII, p. 155.
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- courts et connus de tout le monde des expressions scientifiques qui ne sont malheureusement ni courtes ni simples à exposer.
- Le mot « force électromotrice » exprime nettement l’idée en question et la « différence de potentiel » que cette force électromotrice produit ne donne lieu à aucune ambiguïté. Malheureusement ces locutions sont beaucoup trop longues pourl’usagecourant;comme uneexpression simple s’impose, on pourrait employer le mot «tension». Pour la force électromotrice on peut toutefois faire remarquer qu’il faut établir une différence entre la force électrique, c’est-à-dire la force électromotrice en un point et la force électromotrice agissant sur un circuit.
- Le rapport ne fait aucune mention de mesure d’énergie et le mot « watt » ne s’y trouve pas ; ceci ne peut toutefois pas tarder à venir; une fois qu’on a fixé les unités électriques il faut bien s’occuper de fixer légalement la manière de déterminer l’énergie qui correspond à ces courants, bien que le sujet soit hérissé de difficultés pratiques.
- Lors de la discussion des unités et de leur nomenclature, on s’est d'abord occupé du coefficient de self-induction. On sait qu’on a proposé pour cette grandeur au moins trois dénominations : celles de secohm, quadrant et benry. D'après M. Lodge, le mot « quadrant », qui avait la signification d’une mesure angulaire, a le tort de faire supposer que le coefficient de self-induction est une longueur, bien que ceci n’ait pas lieu.
- M. S. Thompson répond à ceci que le coefficient de self-induction est parfaitement une longueur et que sir W. Thomson a même décrit une expérience idéale pour monter qu’il en est réellement ainsi. D’ailleurs, l’unité pratique, dont il vient d’être question, est trop grande pour les usages de la pratique. Le système C. G. S. qui se tient parfaitement, a d’après lui, et certainement d’après tout le monde le tort que les unités sont beaucoup trop petites pour les applications industrielles de l’électricité.
- M. Preece ne voit aucune objection à adopter le mot benry ; il exprime le désir que le nom de Gauss soit appliqué à une unité et il insiste sur la nécessité de procéder à de nouvelles mesures de l’équivalent mécanique de la chaleur.
- Dans un mémoire présenté par M. Stroud et intitulé : Sur quelques suggestions révolutionnaires
- relatives à la nomenclature des unités électriques et mécaniques, l’auteur attaque vivement le système pratique actuel d’unités dans les points suivants :
- i° Il n’y a aucune raison qu’il doive exister une différence entre l’unité pratique et l’unité C. G. S. du courant ;
- 2° La relation entre les autres unités pratiques et les unités correspondantes C. G. S. sont plus compliquées qu’elles ne devraient l’être;
- 3° L’unité de travail et celle d'énergie sont beaucoup trop petites pour les besoins de la pratique;
- 4° Le système le plus simple d’unités pratiques serait celui où l’on prendrait pour unité de longueur io9 cm, pour unité de masse io-9grammes et pour unité de temps la seconde. (On se rappelle que le système pratique actuellement adopté correspond à un système où l’unité de longueur est de io9 cm., l’unité de masse io—11 gramme et l’unité de temps la seconde) ;
- Qu’il est dans l’intérêt aussi bien des praticiens que des étudiants de détrôner le système actuel d’unités pratiques. Quant à la nomenclature, M. Stroud propose d’adopter pour unité de travail io7 dynes ou une hebdomadyne, nom qu’on pourrait abréger avantageusement. 11 prétend que le langage classique ne rend aucun service pour la création des noms s’adaptant aux conceptions de la physique moderne, conceptions toujours plus ou moins complexes et qu’il serait désirable d’imaginer un système de nomenclature automatique dans lequel chaque nom s’expliquerait pour ainsi dire de lui-même : il ajoute qu'il n’est pas bien difficile de combiner un système de ce genre.
- M. Moon propose un nouveau système : le système « décimètre, kilogramme et décise-conde. »
- Si l’on applique le nom d’« instant »à la déci-seconde et si l’on désigne cette unité par la lettre I, ce nouveau système pourrait être désigné par les initiales D K 1.
- Dans cesystème l’accélération g a la valeur 0,981, c’est-à-dire une valeur très rapprochée de l’unité, de façon que l’on pourrait prendre le poids du kilogramme comme unité de force dans les calculs usuels.
- D'après l’auteur ce serait une grande amélioration, puisque la manière la plus simple de concevoir une force est de la considérer comme le poids de l’unité de masse.
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- D’après notre avis, on ferait bien, avant de revenir sur des questions qui ont été discutées lors des premiers congrès d’électriciens, de réfléchir aux considérations importantes qui ont déterminé l’abandon des unités mécaniques ordinaires et entraîné l’adhésion des savants les plus attachés à la défense de celles-ci.
- I/adoption officielle de l'élément Clark comme étalon de force électromotrice donne de l’actualité au mémoire de M. Swinburne’ sur les causes de variation de cet élément. M. Swinburne a étudié pièce par pièce les influences que les différents matériaux qui entrent dans cette pile peuvent avoir sur sa force électromotrice. 11 analyse successivement les variations dues au zinc, celles dues à la solution de sulfate de zinc ou de sulfate de mercure et du mercure.
- A cet effet, M. Swinburne a préparé plusieurs éléments donnant des indications identiques et il a disposé une méthode de mesure permettant
- d’évaluer une différence inférieure à
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- de
- volt.
- Le premier fait observé par M. Swinburne est l’influence de l’amalgamation du zinc. Avant cette opération, différents zincs donnaient des variations allant jusqu’à 0,4 et 0,5 0/0; après elles se réduisaient à quelques millionnièmes, un ou deux au plus lorsque l’amalgamation était profonde.
- Pourvoir si cette opération change la force électromotrice, l’auteur a préparé plusieurs amalgames contenant de 25 à 1 0/0 de zinc. Jusque 2 1/20/0 la différence est très peu sensible; la force électromotrice est augmentée en moyenne de I ou 2 cent-millièmes de volt-; l’amalgame ne contenant que 2 1 /2 0/0 de zinc est liquide, ce qui évite la difficulté provenant de ce que la plupart des amalgames employés font casser le tube dans lequel ils sont contenus.
- Pour la solution de sulfate de zinc la plus grosse difficulté provient de la présence du fer; il suffit d’ailleurs de quantités très petites ne précipitant pas le bleu de Prusse pour altérer les résultats. La meilleure méthode pour obtenir du sulfate de zinc pur est, d’après M. Swinburne, de dissoudre du zinc granulé dans de l’acide dilué, lezinc étant toujours en excès. Des traces d’acide libre ne donnent que peu de différence.
- Comme la solubilité du sulfate de zinc varie beaucoup avec la température, la partie supérieure
- d’un élément sous forme de pile ne se sature que par une diffusion toujours assez lente.
- Dans un élément de ce genre, le zinc disposé au sommet de la solution accusait par rapport au zinc disposé au fond une différence assez notable : un demi-millième de volt. Dans les éléments ordinaires cette influence est évidemment bien moindre.
- Les causes principales d’erreur proviennent de la variation de densité et de la présence de traces de fer. Il faut donc amalgamer le zinc, et d’après M. Swinburne il faudrait éviter l’emploi de carbonate de zinc. S’il est nécessaire d’employer des solutions saturées, il faut disposer à la surface de l’amalgame des cristaux de sulfate, ce qu’on réalise dans les éléments en forme de H proposées par lord Rayleigh. 11 faut que les surfaces soient au même niveau.
- M. Swinburne ajoute qu’il existe d’autres com^ plications provenant du contact entre le zinc et la dissolution de ce métal; des amalgames donnent souvent de fortes variations lorsqu’on les remue dans la solution, même diluée, et qu’il ne trouve aucune explication de ce fait.
- Quant au sulfate de mercure, M. Swinburne en a employé de plusieurs provenances et il en a préparé lui-même en chauffant à la température maintenue uniforme de I25°C par un régulateur, du mercure distillé deux fois dans le vide avec de l’acide redistillé. Une partie seulement du mercure était dissous, le sulfate obtenu lavé à l’eau distillée et séché; on obtenait ainsi des cristaux blancs.
- D’autres échantillons étaient préparés en dissolvant du nitrate mercureux dans de l’eau légèrement additionnée d’acide nitrique et précipité avec du sulfate de zinc. Le résultat obtenu est un sel parfaitement blanc jusqu’à ce qu’on le lave fréquemment ; il devient alors jaune.
- Plusieurs de ces pâtes furent essayées ; les éléments ont montré une tendance à prendre une valeur uniforme. C’est tout ce qu’on peut dire à leur égard.
- Les quelques impuretés que peut contenir le mercure paraissent n’avoir qu’une faible influence, car des traces d’argent, de cuivre, de zinc ajoutés au mercure donnent après quelques minutes des résultats identiques.
- 11 restait à déterminer le coefficient de température; les mesures de M. Swinburne ont montré que ce coefficient varie dans de fortes proportions,
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- de 3 à 8 dix^millièmes de volt par degré centigrade.
- D’après M. Swinburne, cette grande différence tient principalement à l’inégalité de densité de la solution lorsque la température varie. Aussi est-il recommandable d’employer l’élément sous la forme de H et de maintenir saturée la solution de sulfate de zinc en y faisant séjourner des cris-; taux de ce sel, ou mieux encore d’adopter une solution titrée. Le coefficient de température dépend en outre des différentes phases par lesquelles l’élément a passé; il n’est pas le même en été qu’en hiver. C’est la variation de ce coefficient qui constitue le plus sérieux inconvénient de cet étalon.
- M. Swinburne a essayé aussi s’il y avait une variation de force électromotrice avec la pression, variation que M. Carhart a constatée avec l’élément Daniell; la pile Clark n’a rien montré de pareil.
- Nous rapprocherons de cette étude sur l’élément Clark quelques expériences faites récent ment par M. C.-L. Weber (*) sur la même pile, M. Weber a déterminé la force électromotrice à l’aide du voltamètre 3 argent. L’élément avait la forme de H, le mercure était distillé dans le vide; l'amalgame de zinc contenait 15 parties de ce métal pour 100 de mercure, le sulfate de zinc était neutralisé en le faisant bouillir avec du carbonate de zinc. L’auteur a trouvé ainsi :
- élément n” 1 <,4300 volt à 22",^
- — n“ 2 1,4308 — à 22”,4
- Pour le coefficient de température, l'auteur a trouvé — 0,00044 volt par degré centigrade, ce qui donnerait pour la force moyenne des deux éléments, à 150 C,
- . E = 1,434 volt.
- Ce nombre coïncide assez exactement avec celui indiqué par lord Rayleigh, 1,435, et avec celui trouvé par M. von Ettinghausen, 1,433, à 15°,3 C.
- On voit d'après tout ce qui précède que, malgré toutes les précautions, il est difficile de pouvoir répondre à un millième près de la valeur de la force électromotrice de cet élément. Aussi a-t-on bien fait de limiter l’approximation qu’on peut obtenir à l’aide de cette pile à 1/4 0/0.
- P.-H. Ledeboer.
- {A suivre.)
- (‘) Elektroteclmische Zeitschrift, 1891.
- L’AUTOMATE
- APPAREIL PHOTOGRAPHIQUE ÉLECTRIQUE DE M. enjalbert
- La construction d’appareils photographiques automatiques a déjà, depuis longtemps, attiré J’ab-tention des mécaniciens. Malheureusement les tentatives faites jusqu’à ce jour n’ont pas abouti à la création d’appareils pratiques. L’électricité appliquée comme force motrice devait conduire à la
- Fig. 1. — Vue extérieure de l’appareil photographique 1’ « Automate » de M. Enjalbert.
- solution du problème, et M. Enjalbert, inventeur de l’appareil que nous allons décrire, est arrivé à un résultat qui dépasse toute espérance,
- Extérieurement, tout le mécanisme est enfermé dans une boîte en fonte représentée par la figure i. Cette boîte, par son aspect, ressemble aux balances automatiques qui permettent à une personne de connaître son poids en montant sur la plateforme de l’appareil et en jetant une pièpe de 10 centimes à l’endroit indiqué.
- | En place du cadran indicateur des balances au-
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- LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- tomatiques, l’appareil porte un objectif photographique. En haut de cet objectif sont disposés trois cadrans parcourus par des aiguilles indiquant à chaque instant les opérations qui s’exécutent à l'intérieur de l’appareil. A droite est une ouverture destinée à recevoir la pièce de monnaie, et à gauche un repère servant à fixer l’œil du sujet pendant la pose.
- Les épreuves données par l’appareil sont sur
- des plaques de tôles dites ferrotypes. Le procédé consiste dans l’emploi du collodion humide.
- L’appareil moteur de l’ensemble du système est un moteur électrique à double navette Siemens; nous reviendrons plus tard sur ce moteur, qui présente certaines particularités.
- La mise en marche de l’appareil est fort simple. Onxlaisse tomber une pièce de monnaie à l’endroit indiqué et on se place en face de l'objectif, en se conformant aux indications que donnent les aiguilles tournant sur les cadrans. Une sonnerie
- électrique se fait entendre pendant toute la pose.
- En tombant dans la caisse de l’appareil, la pièce de monnaie opère la manœuvre du levier d’un commutateur mettant en circuit le moteur électrique. Ce dernier part; la pièce de mdnnaie reste sur le commutateur jusqu’à la fin de l’opération, en maintenant le contact de fermeture du circuit.
- La machine étant en marche, les opérations se succèdent automatiquement dans l’ordre que nous allons indiquer.
- Considérons d’abord la disposition intérieure de l’appareil représenté figure 2. Nous rencontrons trois cases semblables, dans lesquelles s'effectuent le collodionnage, la sensibilisation de la plaque et son exposition, puis son développement, son fixage et un lavage final à l’eau.
- Tous les organes mécaniques et électriques contenus dans ces trois cases sont actionnés au moyen d’une transmission générale empruntant son mouvement au moteur électrique. Cette transmission se compose d’un arbre horizontal qu'on voit au bas de la figure 2, lequel est en relation avec le moteur par l’intermédiaire d’une série d’engrenages destinés à réduire dans certaines limites la vitesse de la machine motrice. Cet arbre porte trois plateaux d’embrayage d’égale grandeur correspondant à chacune des trois cases de l’appareil. Ces plateaux embrayent en temps convenable le mécanisme respectif de chaque case.
- A l’extrémité de l’arbre de transmission, à gauche de la figure 2, on voit un plateau-came, calé sur cet arbre et destiné à manœuvrer au moment opportun une tringle d’entraînement en forme de râteau, qui pousse les plaques d’une case dans la suivante,
- Ce dispositif est visible dans le haut de la figure, à gauche; il est figuré par deux tringles cylindriques parallèles et horizontales ; ces tringles sont reliées entre elles, à droite, par une barrette de fer verticale qui constitue le véritable râteau.
- Ce même plateau-came sert aussi à là mise en mouvement d’une bielle qui se trouve toujours sur la gauche de la figure, disposée de bas en haut. La tête supérieure de cette bielle est destinée à actionner un petit chariot qui pousse la plaque à collodionner dans la case destinée à cette opération.
- La quantité de plaques dont on veut faire usage est placée dans une boîte métallique longue et à
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRJCITÉ
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- section carrée; on la voit à gauche de la figure 2, sur la partie supérieure de l’appareil. Dans cette colonne, les plaques photographiques sont posées les unes sur les autres et passent sur le chariot en tombant horizontalement par la face inférieure de la boîte, qui est ouverte.
- Le chariot vient déposer la plaque sur le premier support. Sur la figure, ce support est figuré dans la première case par un petit carré placé dans le haut de la case.
- Dès que la pièce de monnaie est introduite dans l’appareil, elle ferme le circuit général. Le moteur se met en marche et en même temps l’armature
- Fig. 3. — Embrayage du mécanisme des trois cases.
- qui sert à manœuvrer l’embrayage de la première case est attiré par un électro-aimant placé près du plateau d’embrayage dont nous avons parlé plus haut.
- Cet embrayage est constitué de la manière suivante; la figure 3 en donne la vue en coupe. L’arbre CC passe dans une cuvette fixe O, dans laquelle tourne le plateau p calé sur l’arbre CC. A droite du plateau est un manchon M, fou sur l’arbre CC, qui porte une roue dentée P et une came K.
- Au moment où le courant passe dans l’électro E, ce dernier attire une armature en fourche D, qui est fixée au manchon M au moyen d’un tourillon N et autour duquel elle oscille. La fourche, en s’appliquant sur l’électro E, s’enclenche à sa partie inférieure sur le plateau tournant p et l’ensemble se metà prendre le mouvement de l’arbre CC. Au
- repos, un ressort maintient la fourche D écartée du plateau d’embrayage.
- Le premier support (fig. 2), qui était horizontal, se redresse verticalement pour recevoir la plaque. Cette dernière va être collodionnée.
- L’embrayage réprésenté figure 3 entrant en action, une chaîne J qui s’enroule sur laroue dentée P (fig. 3) va mettre en action un commutateur représenté sur la figure 2, près de la colonne contenant les plaques. Ce commutateur est constitué par un disque portant un petit balai conducteur par lequel arrive le courant. Ce dernier s’en retourne par les plots du commutateur. Le nombre des plots et leurs dimensions correspondent au nombre des opérations à effectuer, ainsi qu’à leur durée.
- Dans un récipient à niveau constant plonge un compte-gouttes qui aspire le collodion et le dépose, après s’être relevé verticalement sur la plaque convenablement inclinée. Des mouvements d'os'cillation imprimés au support de la plaque répartissent le collodion et font tomber l’excédent dans un réservoir; ces mouvements sont identiques à ceux de l’opérateur photographe. Voyons maintenant par quelle sorte de mécanisme cette opération est réalisée. Ce mécanisme emprunte encore son mouvement à l’arbre de transmission C C (fig. 3); la figure 4 montre la disposition de l’appareil.
- Le récipient à collodion est un petit vase en verre G; le niveau du liquide est entretenu constant, grâce à une alimentation convenable provenant d’un flacon extérieur.
- Un compte-gouttes C muni d’une poire en caoutchouc c‘ plonge au fond du récipient G. Un disque métallique M s’appuie continuellement sur la poire du compte-gouttes, tant que ce dernier est au repos.
- Aussitôt que l’appareil entre en fonctionnement, le compte-gouttes, soulevé par une came, se relève verticalement, puis obliquement, en suivant les glissières R en forme de rainure pratiquée dans la plaque de support P.
- La poire du compte-gouttes se trouve comprimée par la petite plaque M munie d’une tige T qui vient heurter contre un buttoir B. Cette compression fait sortir le collodion du tube et le déverse sur la plaque photographique S, et en même temps le disque est saisi par le crochet n. Le compte-gouttes revient ensuite dans sa première position et reprend une nouvelle quantité de col-
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- Iodion lorsque le buttoir O déclenche le crochet n. Le compte-gouttes est donc toujours prêt.
- La came qui fait fonctionner l'appareil à collo-dionner est mise en relation avec la transmission au moyen d’un enclenchement à électro-aimant. Ce dernier reçoit du courant par l’intermédiaire du commutateur de la première case.
- 11 s’agit maintenant d’étendre ce collodion sur la plaque. L’appareil chargé de faire cette opération est représenté figure 5 ; il donne à la plaque
- Fig. 4. — Appareil à collodionner.
- les mêmes oscillations que celles données par le photographe qui étend son collodion sur une glace. Cette condition a été réalisée en disposant la plaque collodionnée à l’extrémité d’une tige T dont l’extrémité est guidée dans une came fixe ou tambour F de forme spéciale.
- La tige T oscille sur elle-même dans la partie O, fixée sur un petit arbre a a ; elle a donc deux mouvements : un de haut en bas et de bas en haut, et l'autre suivant son axe, guidé par des rainures et des crémaillères.
- Le balancement qui résuite de la combinaison de ces deux mouvements permet au collodion de
- s’étendre régulièrement sur la plaque. Disons en passant que le support de la plaque est constitué par deux aimants permanents A A fixés sur le support T.
- Une tablette en ébonite S rejoint les pôles de ces aimants; sur cette tablette se place la plaque sensible que retient l’action magnétique,
- Ce dispositif permet, tout en maintenant la pla-
- Fig. 5. — Mécanisme d’un support de plaque.
- que adhérente, de pouvoir lui conserver assez de mobilité pour la pousser de ce premier support sur un autre identiquement pareil au premier.
- Le mouvement de rotation de l’arbre a a est obtenu en temps nécessaire par l’intermédiaire de l’engrenage qu’actionne le secteur denté R. Ce dernier, oscillant autour d’un axe m, prend son mouvement de la came K que l’on voit (fig. 3) montée sur la transmission générale CC.
- La plaque collodionnée va être envoyée au bain sensibilisateur, composé d'une dissolution de ni-
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- trate d'argent. Pour cela, la lige T du support S (fig. 3) vient se placer horizontalement et occuper la position indiquée sur la figure 2.
- Le plateau-came de la transmission générale agit sur un ensemble de leviers que l’on voit sur la gauche, en dehors de la première case (fig. 2). Ces leviers poussent le système des tringles du râteau, de gauche à droite. Dans ce mouvement, le râteau fixé à ces tringles entraîne la plaque du premier support pour venir la disposer sur un support semblable placé dans la seconde case. Dans cette case nous retrouvons un mécanisme semblable à celui de la première. Un manchon d’entraînement, combiné à un embrayage à plateau, met en route un système de cames agissant par l’intermédiaire d’une crémaillère et d’un pignon sur l’arbre portant le deuxième support et sa plaque. Cette dernière, par le mouvement de son support, se trouve immergée dans une cuvette contenant le bain de sel d’argent., L’embrayage est mis en mouvement par un électroaimant recevant le courant par les mêmes moyens que celui de la case précédente.
- Notons qu’au moment où ie mécanisme de ce second compartiment se met en mouvement, celui du premier s’arrête complètement.
- Nous retrouvons encore ici un commutateur placé comme celui de la première case, dans le haut, et manœuvré par une poulie adaptée au manchon de l’embrayage tournant avec l'arbre de transmission générale. Le support, en relevant la plaque du bain d’argent, la secoue plusieurs fois et, bien égouttée, vient la présenter au foyer de l’objectif.
- Le deuxième commutateur ouvre cet objectif en fermant le circuit électrique sur l’appareil moteur de déclenchement. L’obturateur de l’objectif reste ouvert pendant la période que l’on juge nécessaire suivant l’intensité de la lumière. L’appareil est donc à pose variable. Cet effet est obtenu en employant sur le second commutateur une touche de longueur variable qui permet un contact plus ou moins long, variant de plusieurs secondes à l’instantanéité.
- La longueur de cette touche se règle de l’extérieur de l’appareil au moyen d’un jeu de bielles réunies par des joints à la Cardan. En dérivation sur les touches du deuxième commutateur, touches qui produisent l’ouverture de l’obturateur, se trouvent prises deux connexions allant à une sonnerie électrique. Cette dernière tinte pendant
- tout le temps de la pose pour avertir le sujet de ne plus bouger.
- La pose terminée, tout mouvement s’arrête dans la seconde case, le commutateur vient au repos. Comme précédemment, l’épreuve impressionnée est saisie par le râteau, qui la pousse sur le troisième support, dans la troisième case.
- Dans cette dernière case s’effectuent le développement, un premier lavage, le fixage et un dernier lavage.
- Nous ne reviendrons pas en détail sur la disposition mécanique de ce compartiment; son mécanisme est semblable à celui des deux précédents. Un embrayage à plateau, actionnant une came qui fait pivoter le troisième support en temps convenable, puis une poulie commandant un troisième commutateur, lequel conduit les opérations chimiques, comme les deux autres ont conduit les opérations précédentes.
- Le troisième support quittant la position horizontale vient s’arrêter à un premier robinet, qui verse sur la plaque le révélateur. L’emploi du procédé au collodion permet d’avoir un développement instantané de l’image. Le support continuant sa marche vers la position verticale s’arrête sous un second robinet terminé en pomme d’arrosoir aplatie; ce robinet donne un jet d’eau plat qui lave la glace.
- Le support passe ensuite sous un troisième robinet distribuant le bain de fixage, puis il revient au second robinet, qui effectue un dernier lavage de la plaque.
- Après toutes ces opérations, la plaque tombe dans un couloir qui la conduit sur un plan incliné extérieur où l’épreuve se sèche et où on peut la recueillir.
- Le fonctionnement des trois robinets dont il vient d’être question est fort simple.
- Ces robinets ne sont autres que des tubes en caoutchouc terminés par un petit ajutage effilé en verre.
- Ces trois tubes communiquent avec trois réservoirs contenant, respectivement, le révélateur, l’eau de lavage et le bain fixateur. Les tubes en caoutchouc sont étranglés par de petites barrettes en fer serrées contre eux par des ressorts. Ces barrettes servent d’armatures à trois électro-aimants qui, dès qu’ils sont parcourus par un courant, les attirent à eux; les tubes de caoutchouc donnent alors libre écoulement au liquide du flacon correspondant. L’attraction de ces barrettes
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- par leurs électros respectifs s’effectue au moyen du troisième commutateur, qui libère chaque robinet en temps voulu.
- Telle est, à grands traits, la description de « l’Automate ». Cet ingénieux appareil a valu à son inventeur les félicitations unanimes de la Chambre syndicale de la Photographie, devant laquelle il a été présenté au mois de mai dernier.
- Nous nous permettrons, en qualité d’électricien, de joindre nos éloges les plùssincères à ceux des artistes et des photographes pour le talent et la persévérance qu’a apportés M. Enjalbert dans l’exécution de son ingénieux appareil.
- Paul Robert.
- LES
- TRANSFORMATEURS a COURANT CONTINU
- SYSTEMS LAHMEYER
- L’industrie électrique présente en Allemagne un développement assez considérable, tant au point de vue du nombre que de l'importance des installations disséminées dans l’étendue du pays.
- Et comme l’offre suit la même loi que la demande, nous voyons le résultat logique de cet état prospère des applications électriques par la grande quantité de maisons alimentant le marché, spécialement pour les machines électriques.
- Les fabricants de dynamos sont légion, et dans ce nombre on trouve une quantité notable de maisons très importantes, qui se partagent la faveur du public.
- Il est à remarquer que quoiqu’en Autriche les installations par courants alternatifs de haute tension avec transformateur soienttrès répandues, l’Allemagne n’a pas suivi l’exemple de ses voisins et n’a pas montré jusqu’ici grand goût pour les courantsalternatifs. Elleapprécie fort, au contraire, les accumulateurs, dont on trouve un grand nombre d'installations. Avec ou sans accumulateurs, presque toutes les installations sont desservis par des courants continus.
- 'Parmi les dynamos à courant continu les plus employées, on peut citer les machines Lahmeyer. La description en a été donnée dans cette revue
- il y a quelques années, ce qui nous permettra d’être très bref à ce sujet.
- Ces machines sont caractérisées par l’emploi d’un noyau en fer du genre Paccinoti. Dans les premiers modèles les parties saillantes constituant les dents de l’armature étaient formées par des plaques de fer doux portant des échancrures (*). Afin d'obtenir une division plus complète de la masse métallique et par suite une diminution des courants de Foucault qui y sont engendrés, les saillies sont produites à présent par des fils de fer placés dans l’espace séparant les différentes bobines de l’enroulement en cuivre de l’armature (2).
- Dans la machine bipolaire les inducteurs présentent une forme particulière très propre à assurer un bon rendement, vu la faible résistance du circuit magnétique. Les deux bobines excitatrices sont enroulees sur deux électro-aimants placés horizontalement de chaque côté de l’armature en tambour et reliés par deux culasses horizontales, situées l’une au-dessus, l’autre au-dessous du tambour formant l’induit.
- Dans les machines multipolaires, l’induit est le même, mais les inducteurs, au nombre de quatre ou six, sont placés symétriquement autour de l’armature.
- On a pu voir fonctionner les dynamos Lahmeyer à l’Exposition Universelle de 1889. Plusieurs types de faible puissance se trouvaient dans un petit pavillon situé sur l’Esplanade des Invalides, près du quai, et aménagé par la maison Garnot, si notre mémoire ne nous fait pas défaut. Ces machines, qui servaient à éclairer une partie de l'Esplanade, se sont très bien comportées à ce moment.
- Le professeur Kohlrausch, qui a fait des essais sur une des premières dynamos construites suivant ce système, leur a trouvé un rendement très bon (3). Les machines construites à présent par les Deutsche Elektricitcets Werhe, à Aix-la-Chapelle, sont encore meilleures, car elles ont reçu depuis diverses améliorations.
- M. Lahmeyer ne s’en est pas tenu à la seule construction des dynamos ordinaires. Voyant que les courants continus semblaient avoir la préfé
- (') La Lumière Electrique t. XXIV, 1886. p. 356. (2) La Lumière Electrique, t. XXXIII, 1889. p. e;83. (s) La Lumière Electrique, t. XXVI, 1887, p. 285
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- rence en Allemagne, il a entrepris de réaliser des applications de ces courants en employant, non plus une différence de potentiel de quelques centaines de volts, mais une haute tension s’élevant de 1000 à 2000 volts. C’est pour s'engager dans cette nouvelle voie qu’il a quitté la Société d’Aix-la-Chapelle, qui continue à fabriquer ses dynamos à basse tension, pour fonder à Francfort-sur-Mein une société s’occupant spécialement de l’installation des stations centrales.
- Une usine provisoire a été établie à Offenbach au mois d’avril dernier; elle va être remplacée d’ici quelques mois par une grande usine située à Francfort même. La première installation de ce système s’appliquant à une force de 120 chevaux va être faite, croyons-nous, à Borkenheim.
- On sait que le grand avantage des courants alternatifs réside dans la facilité de leur transformation au moyen d’appareils simples, ne comportant aucun organe mobile et ne demandant aucune surveillance. De cette manière, il est possible d’effectuer la distribution à une tension de plusieurs milliers de volts et de réaliser par ce fait une économie considérable dans l'établissement de la canalisation.
- Malheureusement, les courants alternatifs sont encore sujets à quelques critiques ; s’ils conviennent parfaitement pour l’éclairage électrique, ils ne se prêtent pas jusqu’à présent à l’emmagasi-nement et à la production des actions électrolytiques. Quant à la question des moteurs à courants alternatifs, elle n’est pas encore entièrement résolue, quoiqu’elle soit actuellement en bonne voie.
- D’autre part la distribution directe par courant continu, même avec le système à 3 ou 5 fils, entraîne à des frais de canalisation très grands qui interdisent son emploi pour des réseaux un peu étendus. C’est pourquoi l’on a songé depuis longtemps à utiliser ces courants continus sous une forte tension, afin de les mettre en état de lutter avantageusement avec les courants alternatifs. Mais il se présente alors une grosse difficulté pour réduire le courant à une tension d’une centaine de volts, qui permette de l’utiliser pour les besoins ordinaires de la consommation.
- Cabanellas, le premier, en 1880, suggéra par ses robinets électriques l’idée des transformateurs rotatifs à courant continu. Plus tard furent réalisés de différents côtés des appareils tels que
- ceux du système Hoho ou ceux construits par la maison Paris et Scott, effectuant la transformation des courants continus de haute tension en basse tension, lis consistent en principe en une dynamo dont les inducteurs n’offrent rien de particulier, mais dont l’armature, anneau ou tambour, porte deux enroulements distincts et indépendants l’un de l’autre. Le courant de haute tension se rend dans l’un des circuits de l’armature, dont il produit ainsi la rotation. Le second circuit se trouvant alors déplacé dans le champ magnétique des inducteurs, devient le siège d’un courant induit. Comme on a eu soin de faire un enroulement plus considérable dans le premier circuit que dans le second, on obtient dans ce dernier un courant possédant une tension inférieure : de même que dans un transformateur à courants alternatifs, les forces électromotrices dans les deux circuits sont entre elles approximativement comme le rapport du nombre de spires de chaque circuit.
- Malheureusement, les heureuses qualités des transformateurs à courants alternatifs, savoir: rendement élevé et régulation automatique, ne se retrouvent qu’à un bien moindre degré dans les transformateurs à courants continus. De plus, l'emploi de ces derniers est loin d’être aussi commode. Ils comportent une partie mobile nécessitant une certaine surveillance et sujette à des dérangements, tandis que les premiers sont des corps inertes, qui fonctionnent tout naturellement sans qu’il soit besoin de s’en occuper le moins du monde.
- C’est à ces inconvénients multiples qu’il faut attribuer le peu de succès de ces appareils, qui jusqu’ici n’ont reçu que peu ou point d’applications industrielles. On ne peut guère citer comme exemple de distribution par courant continu à haute tension avec transformateurs que l’installation d’éclairage électrique de la gare de Calais, établie l’an dernier.
- Par une étude approfondie de la question, M. Lahmeyer est arrivé à réduire dans une large mesure les inconvénients que nous avons énumérés plus haut pour les transformateurs à courants continus, et qui en empêchaient le développement.
- Il lui était impossible de supprimer les défauts inhérents au procédé même de transformation, mais il a su les rendre assez petits pour ne plus
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- constituer un obstacle important à l’emploi du système.
- Par exemple, il est évident que l'on ne parviendra jamais à annuler dans un transformateur à armature tournante la perte d’énergie due aux résistances mécaniques. Mais on peut néanmoins augmenter le rendement, en en diminuant les pertes électriques. Pour cela, il faut tout d’abord dirai nuer autant que possible la résistance des deux circuits de l’armature. Ensuite et surtout, il est nécessaire de réaliser économiquement le champ magnétique et de l’utiliser le mieux possible. Maintenant, si nous examinons les moyens propres à assurer la régulation, c’est-à-dire à maintenir une force électromotrice constante dans le circuit secondaire lorsque la consommation varie, nous arrivons aux mêmes conclusions: employer des circuits de faible résistance et bien utiliser le champ magnétique.
- Mais la réalisation simultanée de ces deux conditions présente de sérieuses difficultés dans le cas des transformateurs à courant continu, car l’on doit faire tenir sur le tambour ou l’anneau de la machine non pas un, mais deux enroulements. Si l’on place sur un noyau de fer de forme cylindrique des fils de cuivre de grosseur suffisante pour présenter une résistance assez faible, on produit un entrefer énorme. Le champ magnétique est alors très faible; le rendement est mauvais et la régulation également.
- On arrive à un meilleur résultat en employant un noyau de fer formé de tôles présentant des échancrures en forme de dents; et en logeant les bobines des deux circuits dans le creux des dents, comme cela est pratiqué pour l’induit des dynamos Lahmeyer. De cetie manière, sur toutes les parties saillantes des dents, les lignes de force n’ont qu’une très petite distance d’entrefer à traverser.
- On arrivera donc de ce fait à améliorer le champ magnétique et par suite à augmenter le rendement. Mais nous n’obtiendrons pas encore une régulation satisfaisante. En effet, à cause de la grande quantité de fils que nous avons à placer sur l’armature, nous serons conduits à faire des dents excessivement profondes. Le flux de force éprouvera alors des variations très grandes, suivant qu’il passera dans la saillie ou dans le creux des dents; il en résultera d’abord une perte d’énergie assez forte dissipée en courants de Foucault; de plus, il deviendra impossible de main-
- tenir une différence de potentiel constante aux bornes du circuit secondaire.
- M. Lahmeyer a trouvé une solution satisfaisante du problème en combinant l’enroulement en denture avec l’enroulement lisse ordinaire. Dans cette disposition, représentée en principe sur la figure i, on emploie comme précédemment un noyau de fer denté. On commence par remplir les dents avec du fil de cuivre; on obtient ainsi un cylindre lisse sur la surface duquel on enroule de nouveau une ou plusieurs couches de fil. Pour les transformateurs à courant continu, qui possèdent deux enroulements distincts, l’on place l’un des circuits dans les échancrures, tandis que l’autre est enroulé à la surface de l’anneau. De cette ma-
- Fig. 1 et 2.
- nière, la distance entre les pôles inducteurs et le noyau de l’armature est la moitié de celle qui serait. nécessaire avec un enroulement entièrement lisse; d’autre part, la profondeur des dents n’est que la moitié de la profondeur que demanderait un enroulement effectué exclusivement dans les échancrures. Par conséquent, l’entrefer est assez faible, ce qui permet dè créer économiquement un champ magnétique intense, et produit ainsi un rendement élevé de la machine; de plus la différence dans le flux magnétique n’est pas très grande entre les dents et les creux, à cause du peu de profondeur de l’échancrure, et surtout de la couche d’air additionnelle introduite par l’enroulement supérieur. Le champ magnétique ne présentera donc pas de variations bien grandes, ce qui réduira la perte par courants de Foucault, et assurera en même temps la régularité de la force électromotrice induite.
- 11 est à remarquer que ce dispositif, qui est excellent pour les armatures à deux circuits des transformateurs, ne présente pas d’intérêt pour les dynamos ordinaires. Pour ces dernières l’enrou-
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- lement primitif à dents est plus avantageux, car il produit un rendement supérieur; et comme dans ce cas il n’y a qu'un circuit à placer sur l'armature, le champ magnétique se trouve encore suffisamment uniforme.
- La figure 2,montre la construction du tambour employé dans les transformateurs à courant continu Lahmeyer.
- Le noyau de fer est constitué par des plaques de tôles échancrées à leur circonférence. Les dents ainsi formées sont recouvertes sur leurs parois
- par une feuille de fibre b en forme de gouttière, dont l’un des côtés c dépasse l’échancrure. Le circuit secondaire, composé de gros fil a, est placé dans les dents de manière à en remplir presque complètement la hauteur. La petite cavité restante sert à loger une pièce métallique m placée entre deux feuilles de fibre nn. La feuille de fibre supérieure vient juste affleurer le sommet de la dent de façon à former avec elle un profil parfaitement circulaire.
- Sur cette surface unie on enroule, dans l'inter-
- valle des cloisons c, le fil fin d constituant le circuit primaire à haute tension. La plaque de fer m forme une séparation protectrice entre les deux circuits; étant magnétique, elle contribue encore à donner un champ plus intense et plus régulier.
- La figure 3 va nous permettre d’achever facilement la description des transformateurs Lahmeyer. L'armature en forme de tambour dont nous venons d’indiquer le mode de construction se meut entre quatre pôles inducteurs fixés en croix sur le bâti de la machine, comme dans une dynamo té-trapolaire. De chaque côté de l’arbre est monté un collecteur sur lequel viennent frotter deux ba-
- lais écartés de 90° l’un de l’autre. Le courant de haute tension arrive par les deux bornes placées à gauche au sommet de la machine, et traversant le collecteur de gauche entre dans le circuit primaire du tambour. Le courant induit engendré dans le circuit secondaire de l’armature se rend par le collecteur de droite aux deux grosses bornes supérieures, point de départ du réseau de consommation à basse tension. Le courant étant beaucoup plus intense sur ce circuit, il est nécessaire de le faire passer par des balais en nombre
- multiple. - ----
- Ajoutons que toute la partie mécanique de l’appareil est très soignée.
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- Ce transformateur, grâce à ses dispositions spéciales, présente un rendement élevé, et son fonctionnement est très bon, comme nous avons pu le constater de visu. On n’observe pas d’étincelle aux commutateurs, même sur celui à haute tension. Pourvu que l’on maintienne une différence de potentiel constante aux bornes du circuit primaire, la tension reste pratiquement constante dans le circuit secondaire, quelle que soit la charge demandée à ce dernier.
- 11 n’est pas nécessaire non plus de changer, la position des balais lorsque la charge varie. En effet, la réaction de l’induit reste toujours constante et très faible, car les enroulements primaire
- Fig. 4. — Distribution à haute et basse tension.
- ......Feeders pour la haute tension,-----Réseau à haute
- tension, Réseau à basse tension, B lampes à arc,
- N moteurs puissants, T transformateurs à courant continu, K transformateur-moteur, I lampes à incandescence, M petits moteurs, A accumulateurs.
- et secondaire produisent des effets contraires dent la somme algébrique reste la même.
- On possède un appareil qui fonctionne automatiquement et où les chances de dérangements sont très réduites; on peut donc l’abandonner à lui-même. La surveillance se résume à pourvoir de temps à autre à l’entretien du graissage. Dans ces conditions, l’emploi des transformateurs à courant continu devient possible comme appareil de distribution.
- Le système que préconise M. Lahmeyer pour la distribution de l’énergie électrique dans une grande ville consiste à établir deux réseaux distincts, l’un pour la haute tension, l’autre pour la basse tension. Dans chaque réseau, toutes les par-
- ties sont reliées entre elles de façon à former une sorte de filet fermé.
- On le voit sur la figure 4, qui représente le schéma de la distribution, et dans laquelle un seul fil est représenté, là où il y a partout deux conducteurs parallèles. La disposition en réseau' a l’avantage d’assurer une plus grande régularité et une plus grande sécurité dans la répartition du potentiel et de l’intensité du courant aux différents points du circuit.
- Les réseaux communiquent tous deux avec la station centrale : une dynamo à courant continu C est reliée à la canalisation à basse tension dans le voisinage de l'usine et’ sert en rnême temps à l’excitation des dynamos de haute tension. Celles-ci sont toutes reliées en quantité, ce qui, pour des machines à courant continu, n'offre pas la moindre difficulté. Des deux barres principales D de la haute tension partent dans différentes directions des feeders qui viennent se raccorder au réseau de haute tension en des points correspondant à des centres de distribution.
- Naturellement, le , réseau à haute tension est constitué par des conducteurs de faible section n’embrassant que les voies principales du district à alimenter, tandis que le réseau à basse tension comporte de gros conducteurs, qui présentent un développement beaucoup plus grand.
- Le circuit à haute tension, sur lequel la différence de potentiel est de 600 volts ou de 1000 volts, suivant les cas, peut être utilisé directement en branchant entre ses deux conducteurs une série de lampes à arc B montées en tension, arrangement qui convient très bien pour l’éclairage des rues.
- Les moteurs, de grosse puissance N sont également desservis par le courant de haute tension. Enfin, des dérivations sont prises sur ce réseau pour alimenter le circuit primaire des transformateurs à courant continu T.
- Le circuit secondaire de ces transformateurs est relié au réseau de basse tension, fonctionnant ordinairement à 100 volts, sur lequel sont montés en dérivation des lampes à arc B, des lampes à incandescence 1 et de petits moteurs N.
- Comme on le voit, le montage en parallèle ekiste dans toutes les parties de la distribution, cej’ qui est évidemment très favorable au bon fonctionnement de la distribution. Si une dynamo à fiaute tension est mauvaise, les autres suppléent à Ce défaut. Même en cas d’accident dans la canalisation
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- primaire, il sera encore possible d'alimenter un certain nombre de lampes, le réseau secondaire étant relié en même temps à une dynamo de basse tension C.
- Enfin, rien ne s’oppose à faire usage, si on le désire, de batterie d’accumulateurs, mises quand on le veut en dérivation sur le réseau de basse tension. On peut employer ces accumulateurs,
- soit comme régulateurs et appareils de sûreté, en les laissant constamment en circuit, soit comme réservoirs fournissant l’énergie à certains moments de repos.
- Outre toutes les combinaisons que nous venons de citer, ce système de distribution permet d’adopter encore une autre disposition, au moyen de l’appareil représenté en K sur la figure 4, et que
- Fig. 5. — Transformateur-moteur.
- M. Lahmeyer a baptisé du nom de kraftlichtdy-namo. Comme son titre l’indique, cette machine peut fournir force et lumière, mais par un procédé tout différent de celui de la société qui jadis prit pour nom ces deux mots. Faute de terme plus convenable, nous l’appellerons en français transformateur •moteur.
- Cet appareil très curieux est également tout nouveau; M. Lahmeyer n’en a donné la description qu’au mois de juin dernier, à la séance que les membres du congrès des gaziers et hydrauli-ciens allemands ont tenue à Francfort.
- Le problème résolu par le transformateur-moteur Lahmeyer est assurément difficile. 11 consiste à transformer un courant continu de haute tension en un autre de tension plus basse, 100 volts, par exemple, tension qui doit rester sensiblement constante, alors que la machine travaillant en même temps comme moteur, fournit de l’énergie mécanique en quantité variable. En principe, il suffit d’adjoindre une poulie au transformateur simple que nous avons décrit précédemment pour en faire un transformateur-moteur. Mais, en réalité, la chose n’est pas si aisée quelle le paraît,
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- car il s’agit de maintenir aux bornes du circuit secondaire une différence de potentiel uniforme, quelle que soit l’intensité du courant débité dans ce circuit, et aussi quelle que soit la charge mécanique du moteur.
- Pour rendre la tension indépendante du débit, il faut donner à l’enroulement secondaire de l’armature une résistance très faible, et pour qu’elle soit indépendante de la charge du moteur ce dernier doit conserver une vitesse rigoureusement constante, malgré les variations de charge. Or, la théorie montre que dans un moteur électrique la vitesse reste absolument constante si l’excitation des inducteurs est couplée en parallèle avec le circuit de l’armature, et si celui-ci a une résistance suffisamment petite.
- C’est ce dispositif qui est utilisé dans le transformateur-moteur Lahmeyer, dont la figure 5 montre une vue d’ensemble. Comme aspect il ressemble beaucoup au transformateur ordinaire. Nous y retrouvons un tambour dont les deux circuits sont enroulés comme nous l’avons décrit plus haut, avec cette remarque que le circuit secondaire présente une résistance excessivement faible.
- Les inducteurs tétrapolaires sont montés en dérivation avec le circuit de l’armature. A droite se trouve le collecteur à balais multiples décalés de 90°, pour le circuit de basse tension, et l’on aperçoit à gauche le collecteur où arrive le courant de haute tension. Enfin, à l’une des extrémités de l’axe est calée une poulie, par le moyen de laquelle on peut transmettre à des outils récepteurs l’ener-gie mécanique développée par la machine.
- L’inconvénient des transformateurs à courants continus est d’avoir des parties mobiles, mais cet inconvénient devient un avantage si l’on peut utiliser la rotation de l’armature pour produire de l'énergie mécanique, comme cela a lieu dans le transformateur-moteur. Le courant continu l’emporte alors sur le courant alternatif.
- M. Lahmeyer a combiné un transformateur de ce genre actionnant une pompe centrifuge de 60 chevaux, et fournissant en même temps le courant à une centaine de lampes à incandescence réparties dans la salle des pompes. Avec ce moteur, la lumière n’éprouve pas de variation perceptible lorsque, partant de la marche à vide, on accouple brusquement la pompe; ce qui s’explique, car la vitesse du moteur ne diminue pas de plus de 2 0/0 par suite de l’introduction de la
- pleine charge. Cette machine n’est pas encombrante, car elle occupe un espace de 2,6 m* seulement.
- Les transformateurs-moteurs conviennent particulièrement pour la distribution de l’énergie dans les villes industrielles. Dans chaque usine est placé un de ces appareils qui fournit la force motrice nécessaire aux ateliers et supplée en même temps à l’éclairage des bâtiments, soit par arc, soit par incandescence. Sur ce même circuit secondaire peuvent être montés en dérivation les petits moteurs qu’il serait difficile d’actionner par l’arbre de transmission général de l’usine.
- Avec le système que nous venons d’exposer, il est possible d’effectuer une distribution par courant continu jusqu’à la tension de 2000 volts.
- Ch. Jacquin.
- PRODUCTION
- DU SODIUM ET DU POTASSIUM
- PAR L’ÉLECTROLYSE
- M. Hamilton Young Castner, directeur de la Compagnie anglaise Y Aluminium, s’est décidé à abandonner son système pour la fabrication du sodium, et il vient d’adopter le procédé électrolytique que je vais décrire et qui repose sur la décomposition par le courant électrique de l’alcali caustique fondu et maintenu à une basse température.
- Remontant à 1808, époque à laquelle Sir Hum-phrey Davy fit ses fameuses expériences d’électro-lyse de soude caustique, il nous dit que le savant anglais ne produisait que de très petites quantités de sodium ou de potassium, et il ajoute que personne avant lui, Castner, n’a été capable de produire industriellement le sodium et le potassium, parce que personne avant lui n’a observé que l’électrolyse n’est possible que dans certaines conditions de température, et que tous les autres procédés, chimiques ou électriques, exigent une température qui entraîne la distillation du métal et entraîne la prompte destruction des récipients dans lesquels on opère.
- Sa théorie est que, la soude ou la potasse doit être à une température aussi basse que possible tout en restant liquide, de façon à pouvoir constituer un électrolyte ; car, au degré de fusion, toutes
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- deux, quand on les électrolyse, absorbent à tel point le métal alcalin et l’oxygène, et cette tendance progresse tellement, si la température s’élève, que les produits de l’électrolyse sont absorbés aussi rapidement qu’ils se forment et que par suite il n’y a pas décomposition.
- Dans- ce but, M. Castner traite l’alcali à une température qui ne dépasse pas 20° C au-dessus du point de fusion de la potasse ou de la soude caustique.
- Ce point de fusion est de 310° C pour la soude. Donc il effectue l’électrolyse à 3300.
- Son appareil consiste en un récipient en fer monté sur un bâti et muni de brûleurs à gaz. En bas est une cathode métallique.
- Au-dessus de la cathode est une anode en fer qui a la forme tubulaire et qui dans sa partie inférieure se prolonge par une gaze en fer qui enveloppe la cathode.
- L’anode se ferme par un couvercle. Elle est faite d’un métal qui résiste à l’action oxydante des gaz, mais M. Castner ne désigne pas, et c’est regrettable, le métal qu’il a choisi.
- 11 a également négligé de nous dire quel est le courant qu’il emploie, et s’est borné à nous apprendre que les électrodes doivent être à une certaine distance l'une de l’autre, ni trop près, ni trop loin, ce qui est vague; et que, lorsqu’on emploie un courant convenable, l’eau que renferme l’alcali se décompose en oxygène et en hydrogène, et qu’ensuite, le courant agit sur l’alcali caustique avec dégagement d’oxygène seul, ou mélangé d’eau à l'anode, tandis qu’à la cathode il se produit du métal alcalin seul, accompagné d’hydrogène. Le métal alcalin étant beaucoup plus léger que l’alcali caustique monte de la cathode et va dans un récepteur pendant que l’hydrogène s’échappe. On recueille de temps à autre le sodium au moyen d’une écumoire et on ajoute de l’alcali dans le bain pour remplacer le métal qui a été enlevé.
- Tel est le procédé nouveau qui va servir à la fabrication de l’aluminium. Sans parler du dispositif que je viens de décrire, je me bornerai à dire que je ne vois aucunement la nouveauté et l’originalité de cette électrolyse à basse température.
- Quand on électrolyse une matière en fusion ignée, il va de soi qu’on électrolyse à la température de fusion à quelques degrés près. Du moment que la matière est liquide, elle est prête pour le courant et il n’est jamais venu à l’idée de personne
- de raisonnable et possédant les notions métallurgiques qu’on doit avoir quand on s’occupe d’élec-trolyse en fusion ignée de dépenser de l’argent en combustible pour arriver à élever la soude en fusion à une température que rien ne justifie, et à laquelle commence la volatilisation.
- E. Andreoli.
- APPLICATIONS MÉCANIQUES
- DE L’ÉLECTRICITÉ C).
- Le mécanisme des horloges électriques de M. E. Schweizer est caractérisé (fig. 19) par un échappement très précis et très simple. L’armature C, à
- Fig. 19. — Horloge électrique Schweizer (1890).
- rappel de ressorts p, sur une butée y, avance la roue des minutes E d’une dent à chaque impul-
- Fig. 20 et 21. — Schweizer. Détail de l’échappement.
- sion de l’électro B, par un cliquet K. Le recul de E est empêché par un contre-cliquet F, et son avancement limité à une dent par l’échappement que représentent les figures 20 et 21.
- (J) La Lumière Electrique Au 12 septembre 1891, p. 501.
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- Cet échappement se compose d’une ancre N x, pivotée autour de o, reliée par la bielle M au levier C, et pourvue d’un taquet /.
- Lorsque B attire C, le cliquet K fait avancer la roue E, et M repousse N de manière à dégager l des dents entre lesquelles il se trouvait engagé, tandis que le taquet m du levier s s’engage entre deux dents, et suit E autant que le permet l’encoche q de N, en comprimant le .ressort t entre s
- et x. Au retour de C, lâché par l’électro-aimant B, le taquet m se dégage de E et est repoussé par le ressort t, suivant la flèche % dans la position voulue pour.reprendre la roue E et l'empêcher de nouveau, à la reprise suivante de C, de tourner plus que ne le permet l’encoche q.
- L’horloge de M. Schubardt a pour objet d’avertir automatiquement diverses salles, dans un hôtel
- Fig. 22. — Schubardt (1891). Horloge-tableau pour hôtel.
- par exemple, à des heures prévues. L’aiguillé des heures A (fig. 22), reliée par un fil b à une pile B, est prolongée par un ressort a, qui parcourt un anneau isolé C, percé de demi-heure en demi-heure de trous c, destinés à recevoir des fiches F. Ces fiches F sont 1 eliées par des fils y1 à d’autres fiches / placées dans les trous des douze plaques perforées di... diz du second anneau isolant D. On peut ainsi desservir douze salles. Chacune des sonneries de ces salles aboutit par l’une des bornes e à la pile B, et par l’une des bornes e'... eiz à la plaque correspondante dt...dn.
- On peut ainsi réaliser toute espèce de combinaison. Si l’on veut, par exemple, faire partir les sonneries 2,5,7 et 9 à trois heures, les sonneries 1 et 3 à quatre heures, 8 et 12 à six heures et 4, 6 et 11 à quatre heures et demie, il suffit de placer une fiche F dans le trou correspondant à trois heures et la fiche/correspondante dans la plaque d2, puis de relier cette plaque à d5 par deux autres fiches/, ainsi que dh à d7, et d7 à d9. Dans ces conditions, dès que A passera sur F, à trois heures, le circuit, aussitôt fermé par d%d5d7 et d9, actionnera les sonneries 2,3, 7 et 9. On placera
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- ensuite des fiches F successivement à quatre heures et demie et à six heures, en les reliant respectivement aux plaques (did3diQ), (d4d0du), (ds et dn).
- En outre, le système est pourvu d’un trem-bleurH,quisonneau bureau tant que le voyageur averti.n'a pas fermé sa sonnerie, ou, plus exactement tant qu’il reste une sonnerie en marche.
- On peut évidemment réduire le nombre des fils reliant l’horloge au tableau E en munissant ce
- Fig. 23 et 24. — Fiske (1891). Répétiteurs électriques.
- tableau de doubles fiches ou de commutateurs analogues à ceux des bureaux téléphoniques.
- M. Fiske, dont nous avons décrit à plusieurs reprises les appareils de pointage et de télémétrie, a récemment proposé quelques dispositifs de signaux intéressants, dont les principaux sont représentés par les figures 23 à 27.
- Le premier de ces dispositifs a (fig. 23) pour objet de signaler au pointeur C les distances télémétrées en B, en reliant le rhéostat A à une aiguille C, se déplaçant proportionnellement à l’intensité du courant CB A. c’est-à-dire en raison inverse des résistances A, introduites par B dans le circuit, de manière que l’aiguille C suive exac-
- tement le mouvement de B sur A. L’arc A et le quadrant sont gradués en yards ou en mètres.
- Dans le dispositif représenté par la figure 24, le poste émitteur possède un rhéostat rectiligne, avec deux contacts EF reliés l’un à son indicateur C, et l’autre à l’indicateur à distance Q ces deux indicateurs, en dérivation sur le même circuit, sont
- Fig. 25. — Fiske. Commande du gouvernail.
- affectées identiquement par le déplacement des contacts de manière que C répète exactement, les indications de Ct.
- L’appareil représenté par la figure 25 permet d’indiquer d’un point B du navire au timonier C la position à donner à son gouvernail. Si l’on
- 26. — Fiske. Commande de la machinerie.
- tourne l’aiguille B sur l’arc A dans la position pointillée, l’aiguille de l’indicateur de timonerie C prend cette même direction, que le timonier imprime alors à sa barre, solidaire de l’aiguille H; mais ce mouvement de H retranche de l’arc G autant de résistances qu’en a ajouté en A le mouvement de B, de manière que l’aiguille de C revienne à sa position primitive, indiquant au timonier l’exécution du mouvement commandé à sa machine.
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- Une disposition analogue, indiquée par la figure 26, permet de commander d’un point B les mouvements de la machine C du navire. Lorsqu’on tourne l’aiguille B à droite ou à gauche, de manière à l’amener sur la division de A indiquant
- Fig. 27. — Fiske. Commande de la machinerie (variante).
- le nombre de tours dont on veut faire marcher l’hélice à droite ou à gauche, les indicateurs C et C'pivotent dans le mêmesens, et Cfait, dans la chambre des machines, partir la sonnerie de droite J ou celle de gauche 1 suivant le sens de la rotation. Le mécanicien n’a plus alors, pour con-
- Fig. 2b. — Commande du gouvernail.
- naître le nombre de tours à donner, qu’à déplacer l’aiguille H sur G, dans le sens indiqué, jusqu’à cç que ce déplacement, retranchant de G autant de résistances qu’on en a ajouté en A, ramène les indicateurs C et C' au zéro, et qu’à lire le nombre indiqué par H.
- Dans la variante représentée par la figure 27, les
- indicateurs CC’ occupent la branche galvanomé-trique d’un pont de Wheatstone dont les arcs A et G tiennent, avec la pile B, les quatre autres bras.
- 11 en est de même dans le dispositif figure 28, où les sonneries 1 et J de l’appareil figure 27 sont remplacées par deux électro-aimants M et N, intercalés dans un circuit local, et par un troisième élec-tro Mj, en dérivation sur ce circuit. Lorsqu’on veut commander de B le gouvernail H, on déplace l’aiguille B de l’angle voulu, de sorte que l’aiguille C, faisant contact à droite ou à gauche, active l’électro M ou l’électro N, en suivant le sens de B, soulève ou abaisse autour de P le levier O et sa tige R, qui commande le changement de marche de la machine du gouvernail S T U.
- Fig. 29. — Hurrell (1890). Pointeur-torpilleur électrique.
- Dès que l’aiguille H, solidaire du gouvernail, a décrit sur l’arc G un angle égal à celui de B sur A, l’aiguille C, ramenée à sa position primitive, désaimante M ou N, et l’électro M' ramène par Q le levier O et la tige R à leur position primitive, arrêtant le gouvernail dans la position indiquée én A et G.
- M. Hurrell a proposé récemment une application fort ingénieuse de l’électricité à la direction des torpilles, fondée sur l’emploi d’un pont de Wheatstone.
- Dans cette disposition (fig. 29 et 30), a représente une table tournante de visée, portant une lunette b, à réticule, pourvue d’un obturateur de mica fermant toutes les secondes; une seconde lunette c, mobile sur un rhéostat^, parallèlement à b, porte un obturateur fermant un peu plus tard ou plus tôt que celui de b. On note le point du navire visé au moment de la fermeture de b,
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- et ce point doit être visé aussi par c au moment de sa fermeture.
- Des réflecteurs convenablement disposés permettent à un même opérateur d’effectuer en même temps ces deux visées. Les deux visées concordant, l’opérateur presse une clef commandant le lancer de la torpille. Une troisième lunette f, à rhéostat g, peut s'incliner de manière à suivre le point marqué par b, et à permettre de presser la mise en feu dès que la torpille l’atteint. Les résistances b et bt s’introduisent dans le circuit du point à galvanomètre l (fig. 30) suivant que le navire visé se déplace dans le même sens que le navire torpilleur ou en sens contraire.
- Le viseur m du tube lance-torpille se déplace sur un rhéostat n, sous l’action de la dynamo o; les autres résistances du pont i et k restent inva-
- U. tj
- Fig. 30. — Hurrell. Pointeur électrique.
- Fig. ji. — Moteur gyroscopique.
- riables. Suivant que l’aiguille du galvanomètre l fait contact à droite ou à gauche, le courant de la pile p traverse dans un sens ou dans l’autre l’éler-tromoteur o, qui avance ou recule la hausse m.
- On voit que dans cet appareil l’écartement, des deux lunettes b et c, tel qu’elles visent successivement le même point après un temps donné par l’intervalle de leurs occlusions, mesure la vitesse du point visé, tandis que l’angle des deux télescopes b et/, visant le même point, en indique la distance. Il s’ensuit que les résistances d et g varient respectivement en fonction de la vitesse et de la distance du point visé, et les résistances hb' suivent les variations de la vitesse apparente du point une fois visé, de sorte que le pointage de m est fonction de ces deux variables du tir : distance et vitesse du point visé par rapport au torpilleur.
- Le gouvernail de la torpille est mu automatiquement par un gyroscope électrique r (fig. 31), dont l’axe Sj est suspendu à la Cardan par un cercle s, pivotant sur un diamètre perpendiculaire à dans un châssis mobile autour de l’axe
- vertical ttt du bâti t, pourvu de balais t2 U, faisant contact sur l’arc u divisé en deux parties isolées l’une de l’autre. Tant que la torpille conserve sa direction primitive, le circuit de la pile qui commande son gouvernail est fermé en tztzu; mais, aussitôt qu’elle dévie de sa course, le gyroscope restant dans son plan invariable, le circuit se ferme dans un sens ou dans l’autre sur une petite dynamo qui tourne le gouvernail de manière à rectifier la direction de la torpille.
- La rotation est communiquée au gyroscope par le déroulement, sur une fusée v.u d’un fil fixé à bord, qui commande ainsi le gyroscope parv^v v^r2, et dont l’une des extrémités, passée dans un trou de l’axe v, maintient cet axe, malgré la poussée du ressorte, contre son collet w5, tant qu’il n’a pas été arraché de ce trou à la fin du déroulement. L’axe v maintient donc le bâti t dans l’axe de la torpille jusqu’à la fin du déroulement de x, et c’est seulement alors que cet axe, repoussé parws, abandonne la torpille à la direction du gyroscope en pleine vitesse.
- Gustave Richard.
- CHRONIQUE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- Méthode de M. Rasch pour le calcul du prix de revient d’un réseau de distribution.
- Cette méthode (J) permet de déterminer rapidement quel est le nombrè de fils à prendre pour un réseau dont les éléments sont connus. Lorsqu’on calcule les conduites de distribution et d’alimentation d’un réseau en partant d’un choix déterminé des centres de distribution, il reste encore à examiner les deux points suivants :
- i° Le choix des centres de distribution adopt est-il le plus avantageux?
- 20 Quel est le prix, dans les mêmes conditions, d’un réseau à deux, trois, quatre, cinq, etc. conducteurs?
- (') Elektr. Zeitschrift, 1890, p. 6.58.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- La méthode de calcul de M. Rasch permet de , répondre facilement à ces deux questions.
- On sait que le prix du mètre courant de câble peut s’exprimer par la formule
- a + b. S,
- a et b étant deux constantes, S la section du cuivre. Le prix de L mètres est donc
- a L + b S L,
- ou, en désignant par V le volume de cuivre, a L + b V.
- Le prix d’un réseau est donc connu dès que l'on connaît le volume du cuivre et la longueur des câbles.
- M. Rasch inscrit dans deux colonnes la longueur et la section de chaque conducteur et dans une troisième colonne le volume du cuivre. Celle des dispositions qui exige le plus petit volume de cuivre est la plus économique. Dans la troisième colonne on pourrait aussi inscrire le prix du cuivre, mais ce n’est pas nécessaire et cela augmente d’ailleurs le travail. Le volume minimum, correspond bien à la dépense minima, puisque la longueur du réseau de distribution est indépendante de la position des points où aboutissent les fils d’alimentation.
- Cette manière de procéder présente l’avantage de donner une réponse immédiate à la seconde question. 11 est facile de montrer que le calcul du prix de revient d’un réseau à plusieurs fils est des plus faciles lorsqu’on connaît le prix de revient du réseau à deux conducteurs. 11 suffit pour cela de connaître certaines constantes dont on détermine la valeur une fois pour toutes.
- Afin de pouvoir comparer entre eux les réseaux à deux, trois... conducteurs, il faut naturellement les rapporter tous à la même perte d’énergie, du moins pour les fils d’alimentation. Pour le réseau de distribution, qui doit satisfaire aux conditions habituelles de réglage, le calcul peut se faire en rendant égales les pertes de tension.
- 41 faut donc étudier, séparément les conducteurs d’alimentation (feeders) et les conducteurs du réseau.
- M. Rasch admet en outre que la section des fils
- neutres des réseaux à fils multiples n’est que les quatre dixièmes de celle des conductèurs 'extérieurs. Cette valeur est une moyenne qui correspond assez bien à la réalité.
- Système à trois fils.
- a) Réseau de distribution. — L’intensité du courant est la moitié de celle du système à deux fils. La section des conducteurs extérieurs doit être égale à la moitié de celle des conducteurs du système à deux fils, pour produire la même chute de tension. Si l est la longueur d’un conducteur, s2 la section dans le système à deux fils, les conducteurs extérieurs ont une section égale à 0,5 s2 et le conducteur neutre une section de 0,4, 0,5 — o,2S2. Le volume total de cuivre est donc
- ls, (0,5 + 0,5 + 0,2) = i,2lq2.
- Le système à deux fils exigerait le volume 2lq2. Le volume total de cuivre dans le système à trois fils est donc 0,6 V2, tandis que la longueur totale est 1,5 L2.
- Ces coefficients montrent que le système à trois fils peut être, dans certains cas, plus coûteux que le système à deux fils; il suffit pour çela que la longueur du réseau soit considérable, avec une section de cuivre faible.
- b) Fils d'alimentation (feeders). — Le calcul des fils d’alimentation est aussi soumis à la condition que la perte d’énergie soit la même dans le système à trois fils que dans le système à deux fils. Pour déterminer cette perte d’énergie, admettons que dans le fil neutre circule un dixième du courant envoyé par un des fils extérieurs au point d’alimentation. Les neuf autres dixièmes circulent alors dans l’autre fil extérieur.
- Désignons par r la résistance d’un des conduc-
- ÿ
- teurs extérieurs; celle du fil neutre est — = 2,5 r.
- 0,4
- La perte d’énergie dans le fil d’alimentation est donc
- w3 = r »* + 2^ r. (0,1 />» + r. (0,9 »)*,
- W3 = 1,835 r i3.
- Dans le système à deux conducteurs, on a, avec une intensité de courant double et une résistance r2 pour le fil d’alimentation, une perte d’énergie de
- W2 = (2 n) (2 *)* = 8 /*.
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- 11 en résulte que la résistance du conducteur extérieur du système à trois fils doit être de La section des conducteurs extérieurs est donc
- r = 7J35 ri = 4,36 ' “8^8S2 = 0’,,4'?2’ et celle des conducteurs intérieurs de 0,0456 s2.
- et la section de Le volume total du cuivre est donc
- S = jj6Si = °’23Sî- V'* = / 52 (0,1 14 + 0,0456 + 0,0456 + 0,Il4), V'4 = o>3'92 /s2 = o,i6V*',
- Celle du fil neutre est égale à 0,092 s2. Le volume de cuivre est donc et la longueur totale
- Vf3 = / St (0,33 + 0,093 + 0,33) = 0,553 l St, L't-îU.
- tandis que pour le système à deux fils le volume est égal à 2 ls2. Par conséquent le volume total de cuivre des fils d’alimentation du système à trois fils est Système à cinq fils. a) Réseau de distribution. — La section est égalé au quart de celle des conducteurs du système à deux fils pour les conducteurs extérieurs, soit
- V'3 = 0,376 V'a, 0,25 s2 ; celle des conducteurs intérieurs est d&o, 1 s2. Le volume total de cuivre est alors
- et la longueur totale V4 = 0,4 Vi,
- L'3=i,5L',. et la longueur totale
- Système à quatre fils. Ll = 2,5L2-
- a) Réseau de distribution. — En calculant comme précédemment, on obtient b) Fils d’alimentation. — Désignons le courant qui circule dans l’un des conducteurs extérieurs par r; admettons que l’autre fil extérieur est par-
- V4 = 0,466 V», Li = 2 L2. couru par 0,9 i et les trois fils intérieurs par 0,1 i. La résistance des conducteurs extérieurs est r et
- b) Fils d’alimentation. — Nous admettons que dans chacun des deux conducteurs intérieurs circule un courant égal au dixème de celui des conducteurs extérieurs soit 0,1 i. La perte d’énergie est donc, en désignant par r la résistance d’un fil extérieur, celle des fils intérieurs de 2,5 r. La perte d’énergie est alors Wb = r i* + 3.2,5 (0,1 /)* + r (0,9 »)» = 1,885 r tandis que dans le système à deux conducteurs, on a Ws = 2 n (4 *)* = 32 rt 1
- W4 = r »* + 2,s r (0,1 /)* + 2,5 r (0,1 i)* + r »*, W4 = 2,05 r />. On doit avoir W2 — W5; d’oü l’on lire
- Dans le système à deux fils, on a '-7^
- Wj = 2 n (3 »)2 = 18 r% **. La section du conducteur extérieur est donc
- Puisque les pertes doivent être égales, il faut avoir Wj = W2, d’où l’on tire s = Tÿ s* = 0,059 S1’
- 18 r •= —; rt = 8,78 rt. 2,05 tandis que celle des fils intérieurs est égale à 0,0235.
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- Le volume total de cuivre est donc
- V» = 1 .«s (0,050 + 0,0235 + 0,0235 + 0,0235 + 0,059)
- V'6 = o, 1885 l Si — 0,094 VÇ.
- La longueur totale est
- L'5 = 2,5 L'a.
- On peut représenter graphiquement ces résultats en introduisant la section moyenne du cuivre définie comme le quotient du volume total de cuivre par la longueur totale.
- Un exemple numérique montre les avantages de la méthode précédente.
- Supposons qu’on ait trouvé pour un système à deux fils les valeurs suivantes :
- V 2 = 1 500 000 cm3; L2 = 5000 m.
- V'2 = 1 600 000 cm3 ; L'a = 1 o 000 m.
- Admettons pour simplifier qu’on emploie la même espèce de câble pour le réseau et les fils d'alimentation ; on peut alors additionner L2 et L'2, ce qui donne une longueur totale de 15 000 mètres. Supposons que le prix métrique du câble soit représenté par la formule (1,5 -f- 0,03 Sfrancs), S étant exprimé en cm2.
- Les résultats de la comparaison sont renfermés dans le tableau suivant :
- Système à deux fils Système à trois fils Système à quatre fils Système à cinq fils
- v 0,03 x 1 s00000 = 45000 fi. 0,03 x 1600000 = 48000 1,5 x 15000 = 22500 0,6 x 45000 = 27000 fr. 0,276 x 48000 = 13 200 1,5 X 22500 = 33700 0,466 X 45000 = 21 000 fr. 0,160 X 48000 = 7 700 2 X 22500 = 45000 0,4 x 45000 = 18000 fr. 0,094 x 48000 = 4500 2,5 x 22500 =56200
- V'
- L
- Totaux ... 1155000 fr. 73900 fr. 73700 fr. 78700 fr.
- Cette comparaisonmontre que le prix minimum est obtenu avec le système à trois ou à quatre fils. 11 est évident que cette méthode n’est qu’approximative. Elle n’a d’ailleurs pas la prétention de dispenser de faire le calcul définitif avec toute la rigueur exigée. Mais elle peut rendre des services dans bien des cas. Nous résumons dans le tableau suivant les coefficients relatifs aux quatre systèmes étudiés.
- Conducteurs de distribut. Fils d’alimentation
- Système à volume longueur volume longueur
- Deux fils Tjois fils Quatre (ils... Cinq fils v2 0,6 V., 0,466 v2 0,4 V2 La !>5 J-* 2,0 La 2,5 L» VÇ 0,276 V'2 0,160 VÇ 0,094 V'i L'a 1.5 L'a 2,0 L'» 2.5 L'â
- A. P.
- Contact ou bouton de sonnerie Bagnold fl890).
- Ce contact très simple se compose d’une tige E, fixée à l’une des bornes D du circuit, dont l’au-
- tre, G, aboutit à l’anneau A, percé au bas d’un
- Fig. 1 et 2. — Bouton Bagnold.
- trou dans lequel on peut faire vibrer la tige E par son bouton F.
- Sonnerie à. pile mobile Mix et Genest (1890).
- Le liquide E de la pile de cette sonnerie est enfermé, ainsi que son zinc Z et son charbon K, dans une enveloppe en papier mâché B, séparé par une cloison D du mécanisme de la sonnerie GFS'. Le trépied F supporte aussi les électro-aimants M et leurs contacts N. Les vis bornes VVt, fixées à la plaque V2 et au support X règlent les ressorts TT, dont les vibrations actionnent le marteau ç parle levier Y qui fait contact avec le haut de l’armature de M (fig. 1 et 2).
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- Le circuit de l’appel aboutit au charbon par l'attache Lo et la bande de cuivre P, et au zinc Z
- Fig. i et 2.— Sonnerie à pile Mix et Genest.
- par un fil entouré R de caoutchouc ainsi que celui qui relie l’électro M à ce circuit.
- G. R.
- Les anémomètres enregistreurs et avertisseurs de la Tour Saint-Jacques.
- Depuis quelques semaines, le laboratoire d’études physiques de la tour Saint-Jacques a créé un service météorologique qui, eu égard à sa situation, est appelé à rendre de grands services au point de vue de la climatologie parisienne. Tandis que jusqu’ici les observations étaient recueillies au Bureau central météorologique, au sommet de la Tour de 300 mètres, à l’observatoire de Montsouris et à l’observatoire de l’État au parc Saint-Maur, aujourd’hui Paris est pourvu d’une station centrale dont les travaux posséderont le principal avantage de servir de trait d’union à ceux des établissements similaires et de fournir par cela même d’utiles indications sur certains phénomènes atmosphériques qu’il est très intéressant d’étudier dans leurs meilleures conditions.
- Par sa position géographique, à peu près au centre du bassin de Paris, par son élévation de 51 mètres 85 centimètres, l’antique clocher de Saint-Jacques-la-Boucherie était plus à même que n’importe quel autre édifice de convenir à un observatoire.
- Déjà il semble que deux siècles auparavant cette destination ait été pressentie par Biaise Pascal dans la mémorable expérience sur la pression barométrique qu’il exécuta, dit-on, au sommet de la tour Saint-Jacques. Quoi qu’il en soit, nous devons nous borner à constater aujourd’hui que l’électricité a été utilisée cette fois-ci dans plusieurs des appareils d'observation installés dans cette nouvelle station météorologique.
- On y remarque principalement deux types d’anémomètres enregistreurs ou avertisseurs qui méritent de fixer l’attention. Le premier de ces appareils, conçu par MM. Richard frères, est un sérieux perfectionnement de ceux en usage à la to'urde 300 mètres et qui ont été décrits jadis à cette même place par notre collègue M. W. de Fonvielle (1). II possède comme avantages principaux d’être d’une plus grande simplicité, par suite d’un maniernent moins délicat et d'un prix de revient considérablement réduit. 11 se compose essentiellement d’une girouette et d’un appareil enregistreur qu’un câble électrique rend solidaires. La girouette est composée de palettes arrondies en aluminium inclinées à 450 et rivées sur des bras très légers en acier ; le diamètre est calculé pour que le moulinet fasse exactement un tour pour un mètre devent. Tournant dans un plan vertical et devant par conséquent se présenter normalement au vent, le moulinet est monté à l’extrémité .d’une pièce de métal horizontale formant girouette et pivotant sur une hampe axiale disposée très proche du plan de rotation des ailettes, à l’effet d’amoindrir le plus possible le chemin angulaire à parcourir pour l’orientation ; cette fonction est d’ailleurs assurée par une queue adaptée à l’autre extrémité de la girouette et constituée par deux plaques de tôle ajustées à angle aigu. Avec l’inclinaison de 430 donnée aux ailettes l’arrêt est aussi rapide que la mise en marche.
- L’axe de rotation, qui a 3 millimètres de diamètre, se trouve constamment lubrifié par un dispositif spécial. La girouette ainsi décrite et qui ne
- (!) La Lumière Electrique, vol. XXXV1I1, p. 313.
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- diffère de celles imaginées jusqu’ici que par la forme particulière de ses ailettes, est supportée à son milieu par un chariot à trois galets tournant sur une plateforme de bronze dépendant de la hampe, qui élève la girouette à quatre mètres au-dessus de la terrasse de la tour. Un coussinet à bille disposé horizontalement s’oppose à ce que la tige qui descend transmettre les effets du vent agissant sur le moulinet se déplace sous l’effort des courants aériens et contrarie ainsi la marche de l’instrument.
- Les transmissions électriques se produisent de la manière suivante : l’axe du moulinet possède un disque engagé dans la hampe, disque muni de quatre contacts disposés symétriquement et correspondant aux quatre points cardinaux; chacun de ces contacts arrive, suivant l’orientation de la girouette, à fermer le circuit particulier qui lui est assigné, et ce mouvement est aussi transmis à l’enregistreur. On obtient de cette façon l’inscription de la direction du vent ; il est superflu de dire que le nombre des contacts peut être porté à 8, 16 et au-delà, de façon à donner des indications plus variées relatives aux points intermediaires de l’horizon. Présentement, l’appareil de la tour Saint-Jacques, qui réalise, nous l’avons dit, le type de la simplicité, en possède quatre, ce qui est suffisant pour les observations courantes.
- L’obtention de la vitesse se réalise très aisément par le dispositif que nous allons décrire. L’axe du moulinet, outre le disque à contacts dont nous venons d’envisager le rôle, porte une vis sans fin qui engrène avec une série de roues dentées dont les engrenages sont calculés de telle façon que la dernière roue fait un tour pour ioooo ou 5000 tours du moulinet, soit pour un mÿriamètre ou un demi-myriamètre de vent. La dernière roue porte un limaçon qui commande une goupille fixée à un bras de levier rappelé par un ressort. A mesure que le moulinet évolue, le limaçon soulève la goupille, armant par suite le ressort; aussitôt que le vent a parcouru le chemin voulu, la goupille tombe au fond du limaçon, le ressort agit sur le levier, lequel actionne à son tour une tige qui en se déplaçant horizontalement vient faire buter l’un sur l’autre deux contacts de platine fixés à l’extrémité de lames métalliques verticales forqiant ressorts; cette manœuvre détermine la fermeture du cinquième circuit de l’enregistreur. Voilà pour la partie de la girouette. Les cinq conducteurs et le fil de retour sont réunis en câble
- recouvert de plomb et serpentant à travers les dentelures de pierre qui ornent la corniche supérieure de la tour et de là aboutissent à l’enregistreur.
- Cet enregistreur comporte un cylindre en métal, qu’entraîne un mouvement d’horlogerie disposé dans sa masse; ce mécanisme imprime au cylindre, qui est disposé verticalement, un tour complet en sept jours. Sur le pourtour de ce cylindre et extérieurement, on dispose une feuille de papier spécialement divisée et dont les divisions correspondent dans la partie basse à un déplacement régulier du cylindre en deux heures de temps écoulé. C’est sur cette bande de papier, qui fournit le véritable diagramme du régime des vents durant une semaine entière, que s’inscrivent les évolutions du moulinet et que s’y transcrivent en valeurs connues le passage du vent.
- Voici en peu de mots comment pareil résultat est obtenu. La partie supérieure de la bande de papier est affectée à l’orientation, elle est divisée en quatre bandes; quatre traits s'y dessinent, représentant le N., le S, l’E et l’O; ils sont parcourus alternativement par l’une des quatre plumes qui viennent se presser sur la même génératrice du cylindre. Ces quatre plumes sont dépendantes de quatre leviers retenus par des ressorts distincts; elles sont mises en œuvre par leur électro-aimant respectif, lequel n’agit que par la fermeture de l’un des quatre circuits qui lui est affecté. En ce cas, il inscrit son mouvement tout le temps que dure le contact, c’est-à-dire tout le temps que le vent conserve une direction invariable. Il arrive parfois aussi que deux plumes écrivent à la fois; ce fait se produit quand les vents soufflent d’un point intermédiaire; en ce cas, le contact se produit à la fois entre deux portions conductrices du disque qui joue le rôle de commutateur, et par suite il se produit deux inscriptions. Cet état de choses donne par lui-même la notion directe à l’observateur de la position intermédiaire du courant aérien. En regard des divisions inférieures du diagramme, divisions relatives à la vitesse, est disposée une autre plume analogue aux précédentes et dont l’électroaimant est dépendant du cinquième circuit. Lorsque le moulinet a accompli le nombre de tours suffisant pour fermer le contact, le courant actionne l’électro-aimant placé sur le mouvement d’horlogerie; la plume de l’armature mobile de cet électro-aimant trace donc un trait sur la
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- bande de papier agencée parallèlement au cylindre.
- En même temps que l’armature mobile de cet électro a tracé son trait transversal, elle a établi un contact et fermé un second circuit local passant par un autre électro-aimant placé à côté du premier contact, qui est resté établi. Ce second électro-aimant entre donc en fonction, et dans son mouvement son armature mobile fait sauter la tige horizontale qui maintenait fermé le premier circuit; le premier circuit rompu, le second se rompt également et tout rentre au repos jusqu’à ce que, le moulinet ayant fait de nouveau ioooo tours, la succession des contacts et des ruptures se reproduise.
- L’ensemble de cet anémomètre est actionné par une batterie de huit éléments Leclanché,
- A côté de cet appareil, M. Joseph Jaubert, directeur du laboratoire, a eu l’idée de disposer un autre instrument capable de déceler les mouvements verticaux de l’air et l’existence de ces courants d’air ascendants ou descendants pour lesquels le P. Marc Dechevrens, ancien directeur de l’observatoire de Zi-Ka-Wei, en Chine, avait dès 1885 combiné d’ingénieux anémomètres. Celui présentement mis en usage par les météorologistes de la tour Saint-Jacques est des plus simples; il se compose d’une palette en aluminium d’assez grande surface et fixée horizontalement sur un axe mobile à l'extrémité d'un bra§ de levier oscillant librement entre deux contacts ou butées.
- A l’état de repos, cette variété d’anémomètre est équilibrée de telle sorte que le levier occupe la position horizontalement neutre et intermédiaire entre les deux contacts, ces derniers correspondant à deux circuits distincts actionnant séparément une sonnerie à timbre et une sonnerie à grelot. Dès que le moindre mouvement d’air agit dans un sens quelconque sur la palette mobile, aussitôt une des sonneries retentit et signale à l’attention du météorologue l’existence du courant aérien en même temps que sa direction.
- L’installation de la tour Saint-Jacques comporte encore un thermomètre à contacts dit des jardiniers, pour l'avertissement par sonnerie des grands écarts de température; écarts dénoncés par un appel électrique à l’instant du contact de l’aiguille avec l’index de circuit réglé à une température voulue. Outre les nombreux appareils de météorologie devenus classiques dans les installations de ce genre, on remarque l’électromètre de Peltier et
- les différents dispositifs de papiers ozonométri-ques pour l’étude de l’électricité atmosphérique. Malheureusement, le monument du square Saint-Jacques est moins favorable à ces études plus spéciales qu’à la météorologie proprement dite. Ce n’est pas à dire qu’il soit impropre à pareilles recherches; loin de là, mais présentement il se trouve dans des conditions défectueuses que nous souhaiterions bien vivement de voir s’améliorer. En effet, à l’encontre de la généralité des monuments parisiens, la tour Saint-Jacques ne possède pas de paratonnerre, et c’est miracle que la foudre, qui déjà l’a frappée deux fois, en ait épargné les jours jusqu’à présent; car l’état de choses actuel fait craindre plus que jamais le renouvellement d’accidents qui pourraient devenir plus graves dans la suite.
- 11 existe en effet au sommet de cet édifice tout un agencement de tuyauterie de fonte pour les illuminations de fêtes publiques et une toiture métallique de grande surface sans aucune relation avec le sol. Toutes ces masses métalliques, agissant comme de véritables condensateurs, nuisent tout à fait aux études qui pourraient être entreprises avec intérêt sur cet édifice central et élevé; en même temps elles constituent un danger permanent qui compromet assez sérieusement l’existence d’un monument qui est un chef-d’œuvre d’architecture et que les quelques paratonnerres disséminés de droite et de gauche sur les bas édifices environnants sont incapables à préserver.
- C. Carré.
- Moteurs et ventilateurs électriques.
- On sait combien s’est développée aux Etats-Unis l’industrie électrique et combien sont répandus les petits moteurs qui permettent d’employer d’une manière simple et commode l’énergie développée dans les usines centrales.
- Une des compagnies américaines, désignée sous le nom de C. C., s’est fait une spécialité de la construction de ces moteurs qu’on applique surtout à faire mouvoir des ventilateurs.
- Voici d’après une de ces brochures que les maisons américaines éditent toujours avec un luxe inconnu ici la description de ces moteurs.
- lis sont naturellement construits en vuede donner la plus grande puissance avec la plus faible consommation de courant et de fournir une machine durable non sujette à des dérangements.
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- LA LUMIERE ELECTRIQUE
- Les moteurs sont enroulés en dérivation et, d’après cette brochure, les résistances des inducteurs et de l’armature sont si bien proportionnées que la vitesse est pratiquement constante sous toutes les variations de charge.
- Le circuit magnétique est un type à pôles conséquents, que les constructeurs considèrent comme étant celui qui permet de construire les moteurs le plus compacts. Les inducteurs sont de forme circulaire avec circuits parallèles qui se joignent au sommet et à la base pour traverser l’induit. Les noyaux des inducteurs ont la forme de segments de cercle, ils sont assujettis aux pièces polaires à l’aide de vis à écrous.
- Les noyaux sont en fer forgé; lorsque les pièces polaires sont en place, l’ensemble forme un quart
- Fig. i. — Moteur de 20 chevaux.
- de cercle dont le centre coïncide avec l’axe du moteur, cette disposition étant toujours, d’après les constructeurs, la meilleure forme pour obtenir un rendement élevé. Cette construction donne un circuit magnétique très court; les pièces polaires sont en fonte, celle d’en basformant un seul bloc avec le bâti de la machine; ces pièces polaires sont de section plus forte que les noyaux des inducteurs.
- Les inducteurs sont enroulés directement à la main, ce qui permet de mettre le fil très près des noyaux et de bien surveiller l’enroulement. Les fils sont couverts au coton; si cela est jugé nécessaire on dispose du papier huilé entre les’couches, puis on passe le tout à la gomme laque, on sèche dans un four et on mesure l’isolement.
- L’armature, en forme de tambour, est faite de disques minces découpés dans de la tôle; on a ménagé au milieu un trou pour faire passer Pake et le tout est assujetti à l’aide de vis et boulons.
- Les disques sont naturellement isolés les uns
- des autres et l’enroulement est isolé du noyau de l’armature à l’aide de mica et de papier huilé. Pour l’enroulement on a adopté une modification de l’enroulement Siemens; on a d’ailleurs calculé le diamètre du fil de telle façon qu’un courant
- ! rr:b
- Fig. 2. — Moteur pour circuit à incandescence.
- bien au delà du courant de régime ne puisse endommager l’isolement.
- Le commutateur se compose de barresjde cuivre recuit de section conique, isolées à l’aide de mica, et maintenues en place par des colliers d’acier. Comme le commutateur est la partie la partie la plus délicate du moteur, les constructeurs ont pris des soins particuliers pour assurer à cette pièce une durée considérable.
- Les balais sont en charbon, mais les porte-
- Fig. 3. — Ventilateur électrique.
- balais sont arrangés de telle façon qu’on peut également se servir de balais ordinaires de cuivre.
- Cette société construit différents types de moteurs (fig. 1, 2et5) depuis 1/8 cheval jusqu’à 40 chevaux; le moteur du premier type pèse 10 kilogrammes et fait 2200 tours; celui de 10 chevaux fait 1200 tours et pèse 500 kilogrammes ; celui de 20 chevaux fait 950 tours et pèse 800 kilogrammes, et
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- JOURNAL UNIVERSEL D‘ ÉLECTRICITÉ
- bSi
- celui de 40 chevaux fait 600 tours et pèse 2 000 kilogrammes.
- Une application des moteurs électriques qui se répand beaucoup depuis quelque temps a rapport aux ventilateurs. Les figures 3 et 4 montrent les dispositions adoptées par la société; ces petits moteurs n'absorbent qu’un huitième de cheval et suffisent pour maintenir une pièce à une température agréable pendant les chaleurs de l’été. On peut d’ailleurs s’en servir pour renouveler l’air à
- l’intérieur d’un bâtiment; dans ce cas on le fixe contre la fenêtre et on adopte les dispositions de la figure 3.
- On peut attacher ces moteurs directement aux conduites de l’éclairage électrique. Les conducteurs principaux sont reliés au commutateur, à travers des plombs fusibles desûreté; ce commutateur renferme des résistances variables, pour la mise en marche.
- Une autre application des moteurs électriques
- consiste dans leur emploi aux orgues; cette application dont nous avons déjà eu souvent l’occasion d’entretenir nos lecteurs est toute indiquée lorsqu’il existe une distribution d’électricité dans la ville.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur le calcul du double enroulement d’une dynamo â. potentiel constant, par M. L. Bell.
- M. Bell (]) a cherché à établir une théorie du double enroulement pour potentiel constant en prenant comme base les résultats de la pratique et en évitant les formules- compliquées et les (*)
- (*) Amer. Inst, of E'.ectr. Engineers, iS novembre 1890.
- constantes difficiles à déterminer. Dans ce but, l’auteur part de la machine en dérivation et en modifie l’excitation par l’introduction du double enroulement de manière à obtenir le résultat désiré.
- Désignons par :
- L le courant dans la ligne ;
- 1 le courant dans l’enroulement en dérivation ;
- R la résistance de l’enroulement en dérivation ;
- r la résistance de l’induit et de l’enroulement en série ;'
- E la force électromotrice de la machine en faible charge ;
- e la chute de potentiel due à la résistance de l’armature ;
- N le nombre de tours de l'enroulement en dérivation ;
- n le nombre de tours de l’enroulemnt en série ,
- m le nombre de tours de l’induit ;
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-
- 58a
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- a, b, c trois nombres dont la somme est égale à « ;
- X l’angle de décalage des balais ;
- Q la résistance magnétique de la machine en circuit ouvert ;
- q la résistance magnétique en pleine charge ;
- p le quotient
- La première cause d’une chute de potentiel de la machine provient de la résistance de l’armature et cette chute croît d’après la relation
- e = r I,.
- J en résulte que l’enroulement en dérivation qui j produit E volts à circuit ouvert n’en produit plus autant à pleine charge. 11 faut donc ajouter un certain nombre d’ampères-tours dans l’enroulement en série, savoir un nombre égale à b\x.
- Pour calculer b, il suffit de remarquer que l’augmentation d’excitation exigée est égale à
- (p — O N I,
- OU
- On doit donc avoir
- 11 faut compenser cette chute de potentiel par une augmentation de l’induction ; en admettant que le noyau de fer n’est pas saturé (perméabilité constante) il faut ajouter de l’enroulement en série dont le nombre de tours est donné par la formule
- N r
- Mais la perméabilité diminue quand l’induction augmente ; il faut donc augmenter a dans le même rapport que les résistances magnétiques correspondant à la faibie et à la pleine charge,
- c’est-à-dire dans le rapport p — On a donc
- Le coefficient de perte magnétique par dérivation n’entre pas dans cette formule, puisque nous avons simplement transformé les ampères-tours de l’enroulement en dérivation en ampères-tours équivalents de l’enroulement en série, et dans cette transformation le coefficient de perte est implicitement contenu.
- Cette formule est équivalente à celle que donne S.-P. Thompson dans son traité :
- z r, q\
- S =‘ ra — rm q,}
- dans laquelle q0 est la perméabilité de la machine à ^circuit ouvert et q1 la perméabilité à charge moyenne. Z est alors un peu trop petit.
- L'adionçtion de l’enroulement en série produit une augmentation de résistance magnétique ; il
- d’où
- b \, = (p-x)
- N E. R ’
- b *= (p — i )
- N b R 1/
- Ce facteur tient compte du coefficient de perte pour les mêmes raisons que a.
- Les quantités a et b renferment toutes deux le coefficient p, qui peut être déterminé aisément avec une exactitude suffisante pour ce genre de calcul. La valeur de p est comprise en pratique entre 1,05 et 1,5 ; dans certains cas, elle peut être cependant supérieure à 1,5. Thompson, par exemple, cite le cas d’une machine Siemens dans laquelle p était supérieur à 3, par suite d'une trop faible quantité de fer dans les inducteurs.
- On détermine facilement p à l’aide de la caractéristique d’une machine en dérivation semblable à celle que l’on doit enrouler par potentiel constant.
- La courbe figure 1 représente les variations de la perméabilité d’une machine Manchester étudiée par M. Hopkinson, en fonction de l’induction. La perméabilité en circuit ouvert est égale à A B, et en pleine charge à C D.
- Portons maintenant sur A B une longueur B E B E
- telle que le rapport soit égal au rapport de la A D
- résistance magnétique du fer à celle de l’entrefer pour la machine considérée. La quantité p est égale au rapport des longueurs AE et CF, c’est-à-dire
- 11 est évident que le calcul de p est rendu plus
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- JOURNAL,, UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ ?83
- exact si l’on connaît bien les qualités magnétiques du fer employé dans la machine. Les quantités a et b sont à peu de chose près de même ordre de grandeur. L’une ne peut pas être négligeable et l’autre avoir une longueur considérable. Il faut donc tenir compte des deux et non de l’une
- ^ 500
- Fig. 1
- seulement. La quantité b est un peu plus grande que a si les inducteurs sont près de leur point de saturation.
- 11 faut tenir compte enfin de l’action démagné-
- tisante du courant qui circule dans l’induit. On sait que l’action démagnétisante est donnée par la formule d’Hopkinson :
- , m 2\ , .
- a 7t I — . — = 4 ). mI.
- 2 TC
- Elle est due à l’action de l’enroulement de l’induit renfermé dans un angle égal au double du décalage des balais. Cette action démagnétisante produit une diminution de potentiel qu’il faut compenser par un nombre c de tours de l’enroulement en série ; ce nombre c est donné par la formule
- x
- c s v m -.
- 7S
- Dans le calcul de c, il faut naturellement tenir compte de la dérivation du flux de force ; c’est parce qu’il a fallu introduire le coefficient v de Hopkinson.
- La valeur de n est donc donnée par la formule
- A N /- ^ NE X
- «=P -g- +(£— i). pry + v m -.
- Voici quelques exemples qui montrent le degré d’approximation de cette formule. 11 faut remarquer cependant que les machines considérées par M. Bell ne donnent pas une compensation parfaite et le double enroulement donne une force électromotrice de 2 à 5 volts trop élevée.
- Numéro de la machine Voltage Ampères Excès d'enroulement F - b C calculé réel
- 1 I 10 8 2 0/0 • 4 44 15 7! 9°
- 2 1 10 3 4 2 7 7 16 28
- 3 500 20 1 3 13 H 32 60
- 4 110 200 5 1,05 2 ’ 2 S 9 12
- 5 500 60 7 1,05 5 s 4 12 32
- 6 500 90 7 1 >r5 3 4 4 I I '9
- 7 500 150 7 1,05 3 3 3 9 28
- 8 100 30 2 ',1 '3 46 25 84 36
- Les différences entre le calcul et la réalité résultant surtout de l’enroulement en excès prévu dans toutes les machines. Le résultat de la machine n° 8 s’explique par le fait que l’enroulement en dérivation n’était pas suffisant pour produire les 100 volts requis.
- Pour que la formule de M. Bell puisse rendre les services qu’on doit en attendre, il faut déterminer la valeur du coefficient p pour les types de machines les plus usuels.
- A. P. "
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- 584
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Sur réchauffement des conducteurs par les courants et sur la distribution électrique dans ces
- conducteurs, par J. Mac Gowan (')•
- Dans tous les problèmes de conduction thermique traités par Fourier et les savants qui ont continué ses travaux, Poisson, Lamé, Riemann, Thomson, etc., les sources de chaleur sont supposées superficielles. 11 est cependant un cas important où la chaleur est développée au milieu même des corps ; c’est le cas où un conducteur s’échauffe par le passage d’un courant électrique. Dans le mémoire que nous analysons, M. Mac Cowan montre que les problèmes de ce dernier genre peuvent se ramener aux problèmes où les sources sont superficielles et se résoudre aussi facilement.
- Mais la conductibilité électrique d’un corps variant avec sa température, la distribution électrique du corps change en même temps que son état thermique ; par conséquent, au problème qui consiste à déterminer la température en chaque point du corps vient se greffer celui de la détermination de la distribution électrique. L’auteur s’est également occupé de la résolution de ce dernier problème.
- M. Mac Cowan passe sous silence les nombreuses applications de ses recherches. Nous ne pouvons nous empêcher de faire remarquer qu'elles sont de la plus haute utilité dans la recherche des dimensions des pièces fusibles des coupe-circuits, dans la détermination de la température des organes des machines électriques parcourus par des courants, dans la recherche des meilleurs procédés pour la production des hautes températures par l’électricité. De .plus, les équations contenant, comme nous le verrons, la conductibilité thermique et le pouvoir émissif des substances, il serait possible de déterminer expérimentalement au moyen de méthodes électriques ces deux coefficients, qui sont jusqu’ici très mal connus pour la plupart des corps.
- Considérons d’abord un conducteur isotrope hétérogène et appelons V le potentiel et c la conductibilité électrique en un point x,y,% de ce corps au temps t. Prenons ce point comme sommet d’un parallélipipède rectangle dont lesarêtes, respectivement paiallèles aux axes de coordonnées, ont pour longueurs dx, dy, d % et cher-
- (i) Plnl. Mag. t. XXXI, mars i8qi.
- chons la quantité d’électricité qui pénètre pendant le temps dt dans cet élément de^ volume. D’après la loi d'Ohm la quantité qui pénètre par l’une des faces parallèles au plan des xy est
- — ody ;
- celle qui sort par la face opposée à la précédente est
- , , dv ,, d dv — cdydç-j-dt — -j- c -j— dx dy dç dt.
- Cv X ClX (t X
- La différence entre ces deux expressions donne l’augmentation de charge résultant du passage de l’électricité à travers les faces de l’élément parallèles au plan desjv^;. Si l’on écrit, par analogie, les augmentations résultant du passage de l’électricité à travers les autres faces, on a pour l’augmentation totale :
- ’d_dV d_ dV
- yix Cdx^~dyCdv^~
- ~c~ydxdy d{dt.
- Par conséquent, en exprimant qu’à l’intérieur d’un conducteur il n’y a pas d’électrisation interne, nous obtenons l’équation
- d dV . d dW . d dV
- dx dx dy d y dç d% v 1
- En appelant 6 la température et h la conductibilité thermique au point considéré, nous obtiendrions, par un raisonnement semblable au précédent, l’expression
- ( d ^ dtj d \dx dx dy
- , tf0 . d h — + — dy dç
- h dx dy d{ dt,
- pour la quantité de chaleur qui pénètre par conductibilité dans le parallélipipède pendant le temps dt. La quantité de chaleur développée dans cet élément, pendant le même temps, par le passage du courant, est, d’après la loi de Joule,
- JC {d^ + d^ + d^Jdxdv d<dt’
- où ; est le facteur qui réduit le travail exprimé en unités électriques à son équivalent exprimé au moyen des unités thermiques adoptées. Mais si on désigne par s la capacité thermique de la
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITE
- 585
- substance au point considéré, h quantité de chaleur totale reçue par l’élément a pour valeur
- — s8. dt dx dy d{.
- En écrivant que cette expression est égale à la somme des deux précédentes nous obtenons la seconde équation du problème :
- d_
- dt
- fi d l
- d_ » rfO d dû Jykdj> + dçUd}
- dy* dy*
- d x* d y*
- d\y
- d {*
- (B)
- à la résolution des équations (D) et (F) une méthode fort élégante employée par Saint-Venant dans de nombreux problèmes de torsion et par Thomson et Tail dans quelques recherches sur les fluides en mouvement.
- Proposons-nous de trouver la distribution stable de la température dans une longue barre cylindrique traversée par un courant d’intensité q par unité d’aire, 1a surface de la barre étant maintenue à une température constante que, par convention, nous prendrons pour zéro.
- Nous avons alors
- Ces deux équations (A) et (B), qui peuvent être résolues simultanément dans le cas général, puisque c est fonction de 0, déterminent entièrement V et 9 lorsqu’on connaît les conditions initiales et les conditions aux limites.
- Le plus souvent les conditions sont telles qu’à la fin elles ne varient plus avec le temps. Les distributions thermique et électrique tendent alors vers des états stationnaires et ces états sont déterminés par l'équation (A) et la suivante, qui s’obtient en écrivant que le premier membre de (B) ne dépend pas du temps :
- d dH d dû J ,dû dx dx dy dy dç dç
- /dy* dV_
- \dx* dy*
- Le cas d’un conducteur hétérogène est celui qui se rencontre le plus fréquemment, puisqu’un conducteur, homogène quand tous ses points sont à la même température, devient hétérogène dès que sa température n’est plus uniforme à cause de la variation que subit alors la conductibilité électrique en un point. Toutefois on peut, sans grande erreur entre certaines limites, admettre que c, s et k sont indépendants de 6. Si on suppose de plus que le corps est homogène, les équations (A), (B), (C) deviennent respectivement,
- rf*V , d*\ , d*V
- dx*
- d v*
- dû 7 A fi , (dV* , dVÏ , dW*\
- s = \d^* + dr + ji*)
- A , , • fdSJÏ . dVï . ^v*\
- (D)
- CE)
- (F)
- Nous verrons tout à l'heure comme peut s’effectuer la résolution des équations (D) et (F.) ou (D) et (F) dans le cas général d’un corps de forme quelconque. Mais auparavant nous appliquerons
- 1 \(i!xs dy*^rdç*)}
- et, par suite l’équation (F) se réduit à
- rfs8 , d*ü , j q* dx* + dy* + ck ~ °'
- Si nous posons
- 0 = a — ^ (a* X- + b* y*), (i)
- l’expression sera satisfaite si <j est une solution de
- et si
- d* a d* ti____
- dix* + cTÿ* = °’
- a* + b*
- ch
- (.2)
- L’équation en s est évidemment satisfaite quand . az bz
- a est une constante ; soit-------cette constante.
- 2
- Puisque, par hypothèse, 0 doit être nul à la surface de la barre, les coordonnées des points de cette surface satisfont à la relation
- a* b* i
- o = —------ (a* x* + b3 y*),
- OU
- La section de la barre cylindrique à laquelle correspond l’expression (i) de 0 est donc une ellipse dont les axes sont 2a et 2b. En remplaçant dans cette expression <7 par sa valeur, nous obtenons
- a* b* ( x* j7-\
- ~~2~ V ~ 7*~~ b*)'
- 8 =
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- 586
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- ou, en introduisant les coefficients de conductibilité c et k et l’intensité q du courant au moyen de la relation (2),
- d’où
- Oi = y q%
- a
- 2 ec ’
- _ yV a* & (
- 2 c k a'1 -+• è2 \ a1 b* )
- (3)
- et l’on a pour la température en un point
- telle est l’expression qui donne la température d’un point de la section d’une, barre elliptique placée dans les conditions que nous avons énoncées.
- 11 est évident que pour une barre de section circulaire la température sera donnée par l’expression
- 0 =lJL-(a* — xi — y*),
- 4 c A
- 6 = 7^7 (<ïa—X2—r^+jq-/j. C ft
- a
- e c
- ÈÈL
- 4^\
- 2 a k\
- ~~c~ /'
- On trouverait tout aussi facilement, pour le cas d’une barre prismatique de très grande largeur par rapport à l’épaisseur,
- o„Z4(*._*. + iîüy
- 2 ck\ e J
- que l’on obtient en faisant a = b dans la précédente.
- Si on fait b — 00 dans la relation (3), on obtient l’équation thermique pour le cas d’une plaque de dimensions infinies dans deux directions et d’épaisseur 2a, ou encore, approximativement, dans le cas d’une longue et large barre de section rectangulaire d’épaisseur 2a; on a alors
- Pour une barre circulaire, le maximum de température a lieu au centre et sa valeur est
- le rapport de cette température à la température superficielle est
- 0 =
- j r
- 2 ch
- (a2 — x*).
- On peut facilement étendre les deux derniers résultats au cas où la surface de la barre, au lieu d’être maintenue à une température constante prise pour zéro, rayonne dans un milieu à température constante que nous prendrons encore comme origine de l’échelle des températures. 11 suffit d’augmenter la température d’une quantité telle que la perte par émission soit égale à la quantité de chaleur engendrée par le courant.
- Si nous désignons par e le pouvoir émissif de la substance traversée par le courant et par ôj la température de la surface, la quantité de chaleur perdue par émission, par unité de longueur d’une barre circulaire de rayon a, est b1X2izae. La quantité de chaleur développée par le passage du courant pour la même longueur est
- x ^ x (? x 77 a )*
- 3'.-V 71 a'r
- ï^ar suite, 0i est déterminé par la condition
- j 71
- t/2 q2 c
- Qi X 2 7z a cf
- :(* + V)
- ae H- 2k
- ~Tk~
- 1 +
- 2 h'
- On voit que la température d’un point de l’axe de la barre cylindrique présente sur celle de la surface un excès d’autant plus grand que le rayon de cette barre est plus grand, que le pouvoir émissif est plus grand et que la conductibilité thermique est plus petite.
- On trouverait encore le même rapport, dans le cas d’une barre plate, entre la température d’un point de l’axe de figure et celle d’un point de la surface.
- La méthode que nous venons d’appliquer permet également de trouver simplement la distribution thermique dans une longue barre rectiligne de section triangulaire et dans un conducteur ayant la forme d’un tore. Quoique cette dernière forme de conducteur soit très employée dans les machines dynamo et que, par suite, letude de la distribution de la température dans un tel conducteur ait une grande importance pratique, nous laisserons au lecteur le soin de traiter ce problème en se guidant sur les considérations précédentes.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 587
- Montrons maintenant comment les équations (D) et (E) peuvent, par une transformation très simple, être ramenés aux équations de Fourier et, par conséquent, être résolues dans tous les cas où ces dernières l’ont été.
- Posons
- u = - y c va + k 0.
- Puisque, par hypothèse, c est indépendant de la température, la distribution électrique ne varie pas, et l’on a
- rfU _ M [dt ~ k df
- <4>
- D’autre part, si F est une fonction quelconque de x,y, on a identiquement
- d F»
- d F2
- . ... ... dF8
- -4FI = F4F + ----------F —• 4. _ :
- * r u r -r ^ 2 1- 2 -1- s ,
- par conséquent
- AU = \ j c A V8 + h AO
- où, puisque d’après l’équation (D), A V est nul,
- Mais laissons de côté ces problèmes, qui n’offrent guère d’intérêt que par les difficultés mathématiques à surmonter, et établissons quelques-unes des propriétés de la distribution thermique finale dans un conducteur de forme quelconque pour lequel les conditions limites sont indépendantes du temps.
- Dans ce cas, l’équation (G) doit être remplacée par la suivante
- A U = o,
- et une solution particulière de cette équation et de l’équation (D) est
- U=A + BV. (H)
- Cette relation nous montre que lorsque l’état final est atteint, les surfaces équipotentielles du conducteur sont en même temps des surfaces isothermiques.
- Supposons que deux portions de la surface d’un conducteur sont respectivement maintenues aux potentiels Vj et V2 et aux températures 0! et 02 et que le reste du corps est tel qu’aucun flux de chaleur ou d’électricité ne peut le traverser. Les constantes A et B de la relation (H) sont alors déterminées par
- Ui =\j C V,2 + * 0, = A + B Vi, U2 = i y c V22 + k 02 = A + B Vs,
- Or, le sécond membre de cette équation est. précisément le second membre de l’équation E.
- _. , , . dû
- Si dans cette derniere on remplace par sa valeur tirée de (4), nous obtenons
- d’où l’on tire
- A = B =
- 1 hj c V1 Vî (V2 — V|) + k (0, V8 — 0* V,) V2 —Vt '
- 1/2 y c (V,8 — v25) 4- k <0i — o,i V, - v*
- Cette équation et l’équation (D) sont de la même forme que celles que l’on obtient dans l’étude de la distribution thermique d’un conducteuréchauffé par des sources superficielles. Des solutions générales peuvent être obtenues pour le cube (Fourier), la sphère (Poisson), le cylindre circulaire (Mathieu), et, dans le cas où l’on s’occupe uniquement de l’état stationnaire final, pour l’ellipsoïde (Lamé), pour diverses surfaces de révolution et surfaces cylindriques.
- En portant ces valeurs de A et B dans l’équation (H), nous obtenons pour l’expression de la température
- 0
- /
- 2 k
- (Vs- V;(V — Vi) +
- 02 (V —V|) + Oi (V2—V) V2—Vi
- que l’on peut encore écrire
- + || (V2-V,)8 -F-
- k /6a — 01 \2
- Tfc Vv2-vJ
- ic v_ v-+ V| _ L°'Y
- 2k V 2 je V8—Vi/
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- 588
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Cette expression montre que la température atteint la valeur maxima
- (Il + 0,
- + ins<v*-vi)*
- k /e.3 —eiV
- 2 j C \V2-vJ ’
- sur la surface pour laquelle le potentiel est
- V' =
- V, + Vi
- h Oi — e, + je Va—vr
- Ainsi, la température maxima atteinte est entièrement indépendante de la forme et des dimensions du corps ou de ses électrodes; elle dépend seulement de la force électromotrice (V2—V,), des températures de 82 et 8, auxquelles les électrodes sont maintenues, et du caractère physique du corps défini par k et c.
- Il est à remarquer que, V' devant se trouver entre V2 et V1( il faut, pour qu’il y ait un maximum de température, que2^(82— ôj) soit compris entre ±/V(V2—V^)2; si cette condition n’est pas remplie, 82 et 8j sont la plus haute et la plus basse température du corps.
- Quand 82 = 01; la condition pour qu’il y ait un maximum de température est toujours satisfaite. L’expression de la température en un point dévient alors, en comptant les températures à partir de Ô!
- 0 = (Va — V)(V — Vi\
- Si nous remarquons que l’on a identiquement il A. <*V*\
- 2 \dx 0 dx ' dy dy d^1, d^j
- d dV'd dV d . rfVN , /dV* rfV» dV*\ U* C dx^~ dy C dy d? ‘ dç) r \dx2 d )>* dç*} ’
- et si nous tenons compte de la relation (A), la relation (B) se réduit à
- d , d dd d df) d d*
- _ x 0 — j- h j—I- -j- b j—f- — k -j-
- dt dx dx dy dy aç d f
- +
- i .( d dV* , d dVï d iJ\Txcih; + ^c-^ +
- _ ___ _ dV*\
- dy * dy _r dç ‘ dç )'
- Mais k et c étant des fonctions de 8, nous pouvons poser
- k = c f (0)
- et la relation précédente devient, en y remplaçant h par cette valeur,
- ± -(/w + j/y) ± ^y)
- dtS dx C dx dy C dç
- d ^(/W+î/v*)
- di C dç
- Pour le cas de l’état stable, le premier membre est nul et cette relation est alors de la même forme que la relation (A). Une solution particulière du système qu’elles forment est donc
- et cette température prend la valeur maxima
- /(0)+ ^ y V2 = A + BV.
- 6'=^! (V2-V,)2
- sur la surface équipotentielle
- V' = l- (V2 + Vi).
- Si nous considérons un conducteur isotrope primitivement homogène, mais en tenant compte de la variation des quantités c, s, k avec la température, les difficultés mathématiques apparaissent et la détermination de la distiibution thermique et de la distribution électrique dans l’état variable devient complètement impossible. Toutefois, on peut encore obtenir pour l’état stable final des résultats importants analogues aux précédents.
- Nous voyons que, comme dans le cas où les quantités h, s et £ sont supposées constantes, les surfaces équipotentielles sont en même temps isothermiques.
- Dans le cas où deux portions de la surface du conducteur sont maintenues aux potentiels Vj et V2 et aux températures 8, et 02, le reste de la surface étant imperméable à la chaleur et à l’électricité, la température en un point est donnée par l’expression
- / (0) = \ (V-2-V).(V-V0 +
- /( esr (V—vo+f'OiHVs—v>
- V2—Vi
- (5)
- que l’on obtient comme précédemment en déterminant d’abord les constantes A et B au moyen des conditions du problème.
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- JOURNAL UNIVERSEL D'ÉLECTRICITÉ
- 589
- La température maxima est donnée par
- /<••> _£™±Z2S + |(v,_v1,.+ .6.
- et ce maximum se produit sur la surface dont le potentiel est
- 2 7 Va — Vi
- Dans le cas important où 02 = 0i, l’expression qui donne devient
- f (6) = ~ j (V2 — V) (V — VU ;
- température maxima, et le signe -f- dans l’espace compris entre cette dernière surface et l'électrode au potentiel V1# Cette équation permet, par intégration, de déterminer V en fonction de 0, puisque c et k sont des fonctions de 0 supposées connues ; par conséquent le problème de la distribution électrique se trouvera résolu quand on aura trouvé la distribution thermique.
- Le cas des surfaces cylindriques peut être facilement traité en modifiant légèrement les méthodes que nous venons d’employer; bien que cette étude fournisse quelques résultats intéressants, leur analogie avec ceux que nous avons déjà obtenus nous dispense d’y insister plus longuement.
- le maximum de température se produit sur la surface
- V' = - (Va + Vi),
- 2
- sa valeur est déterminée par
- f (8') = l (V2-V1P.
- Lorsque nous supposions c, s et h indépendants de la température, nous n’avions pas à nous occuper de la distribution électrique sur le conducteur : elle restait à chaque instant dans le même état qu’à l’instant initial. Maintenant que nous supposons ces quantités variables, cette distribution varie et nous pouvons nous proposer de trouver la distribution stable qui finit par s’établir.
- Par suite des équations (6) et (7), l’équation (5) peut s’écrire
- / (6) — <v —y'y1,
- d’où
- V ==V'rh (/(8')—/(&)),
- et encore, en tenant compte de la valeur posée pour c,
- c f = -=ÆL= (8)
- ^8 \'2J (f (b'>—f(Q>)
- Nous serons également très bref sur les conducteurs hétérogènes anisotropes. Les équations (A), (B) et (C) sont alors très compliquées et ne peuvent être complètement résolues. Toutefois, si l'on pose encore k — f/'(0), on trouve qu’une solution particulière des équations (A) et (C) est de la forme
- /<*>+ i/v? = A + BV,
- que nous avons obtenue dans le cas des conducteurs hétérogènes isotropes; par conséquent les résultats énoncés pour ceux-ci sont également applicables aux conducteurs anisotropes.
- Quelques autres propriétés de ces conducteurs sont établies par M. Mac Cowan; le peu d’intérêt qu’elles présentent au point de vue pratique nous engage à les passer sous silence dans cette analyse. J. B.
- VARIÉTÉS
- SUR LE
- TRANSPORT ÉLECTRIQUE DE LA FORCE
- PAR M. GISBERT KAPP (*)
- Comme exemple d’une grande installation de transport de l’énergie nous choisirons celle qui a
- où le signe — doit être pris dans l’espace compris entre l’électrode au potentiel V2 et la surface de
- P) La Lumière Electrique du 29 août 1S9;, p. 434.
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
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- été faite à Schaffhouse, il y a quelque temps, pour actionner une filature. Ce qui fait l’intérêt de cet exemple, ce ne sont pas seulement la quantité considérable d'énergie transportée et les dimensions de l’usine, mais c’est surtout qu’il a été réalisé dans le pays même où ont été établies les premières transmissions à cordes. L’énergie, en effet, est empruntée à ceschutes.du Rhin où les ingénieurs suisses avaient déjà réalisé des transmissions télédynamiques si remarquables qu’on ne peut plus aujourd’hui que les reproduire sans les perfectionner.
- Les exemples créés par Redtenbacher et d’autres sur le Rhin ont été du reste largement imités en d’autres endroits. 11 n’existe guère en Suisse ou dans le sud de l’Allemagne de grands travaux où l'on ne trouve sous une forme quelconque la
- transmission à cordes, mais les meilleurs jours de ce système sont passés. Jusqu’à ces derniers temps, la transmission à cordes régnait en maîtresse, non parce que ce système était parfait, mais parce qu’on n’en avait pas de meilleur. Maintenant on a mieux dans la transmission électrique, et les cordes sont remplacées petit à petit par les conducteurs électriques.
- D'abord la capacité des transmissions télédynamiques est limitée lorsqu’il s’agit de grandes forces. Pendant l’année dernière, la Commission du Niagara a examiné un grand nombre d’installations en Europe et elle est arrivée à conclure que l’énergie qu’on peut transmettre par une corde simple est limitée à 330 chevaux-vapeur; si la force est plus grande, il faut employer plusieurs câbles et disposer par conséquent des transmis-
- 1
- Moteur
- sions plus compliquées. Je n’ai guère besoin de vous dire que dans la transmission électrique il n’existe pas de limites de ce genre. Mais il y a encore d’autres difficultés quand on emploie des cordes. Elles s’usent très rapidement ; leur support aux stations exige l’établissement de constructions très lourdes et très coûteuses, et elles sont influencées considérablement par les chan-gements atmosphériques, qui causent des tensions excessives à certains moments et du glissement à d’autres.
- Ces considérations ont engagé les directeurs de la filature de Schaffhouse à adopter la transmission électrique à l’endroit même où la transmission par cordes avait reçu autrefois un développement aussi parfait que possible.
- La figure 1 montre la situation de l’installation. La filature est d'un côté de la rivière et la station '
- génératrice se trouve de l’autre côté ; la distance entre les deux est d’environ 1500 mètres. A la station génératrice il y a place pour cinq turbines de 350 chevaux, dont quatre sont en place actuellement; il n’y en a jusqu’à présent que deux qui soient employées pour la transmission électrique que je vais décrire.
- L’énergie des turbines est vendue à la filature au taux de 70 francs par cheval annuel pris sur les poulies (iig. 2), Les turbines sont horizontales et les axes verticaux sont commandés par des transmissions avec des poulies à cordes à l’aide desquelles le mouvement est conduit par des cordes en coton aux deux dynamos génératrices. Ces dernières sont des machines à six pôles construites pour fournir un courant de 330 ampères à 624 volts; en marche régulière, ces machines sont couplées en parallèle.
- L’installation a été faite par M. Brown et la par-
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- tie électrique a été construite par l’usine d’Œrli-kon. 11 y a quatre câbles soutenus en quatre points en dehors des extrémités. Un des supports intermédiaires est le bâtiment contenant les an-
- ciennes turbines; les autres sont des tours en fer de 15 mètres de hauteur, comme on le voit sur la figure 1. La portée à travers la rivière est de ioo mètres.
- i;-j] Gü
- Fig. 2.
- 11 est assez difficile de supporter et d’isoler des I portée. Il est impossible de se servir de verre ou râbles de cette dimension sur une aussi longue I d’autres isolateurs analogues à ceux que l’on em-
- Fig. 3-
- ploie pour les télégraphes. Il faut employer quelque chose de beaucoup plus solide; on s’est arrêté à la disposition représentée par la figure 5.
- Près du sommet de chaque support on a disposé un bâti en fer contenant quatre boîtes que l’on voit sur la figure et qui sont destinées chacune à un câble. La boîte intérieure sert, en quel-
- que sorte, de jonction pour relier les extrémités des câbles, dont les brins sont écartés comme on le voit sur la figure. On y verse alors du zinc fondu, ce qui donne un contact électrique parfait; en même temps ce joint permet de résister à des tensions considérables, puisque la traction est partagée également entre les différents brins.
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- La boîte intérieure est entourée d’une autre boîte; l’espace intermédiaire est rempli de soufre fondu, qui fournit un très bon isolement; cette matière appliquée de cette façon offre une ténacité mécanique suffisante pour résister aux efforts considérables qui proviennentde ces câbles très lourds.
- Dans les contrées montagneuses, où les orages sont fréquents et violents, la protection des lignes contre la foudre est une question importante. La ligne que je viens de décrire est protégée de deux manières différentes. En premier lieu on a tendu au-dessus des quatres câbles électriques un fil d'acier qui passe au dessus des supports et qui est relié aux bâtis en fer et par conséquent à la terre. On a pris cette disposition pour qu’il puisse agir comme un paratonnerre ordinaire; on suppose que la foudre suivra le câble d’acier et l’une des tours qui se trouvent le long de la ligne électrique. Mais les décharges de la foudre suivent quelquefois des chemins non prévus, comme M. Lodge l'a montré en 1888. 11 est par conséquent nécessaire de se préoccuper des coups de foudre qui, pour une raison ou pour une autre, ne suivraient pas la route qui leur est tracée.
- Dans l’installation de Schaflhouse, on a disposé à cet effet des parafoudres à chacune des stations terminales. On a placé quatre de ces appareils : un pour chaque câble. Ils consistent en une paire de plaques dentées dont l’une est fixe et l’autre mobile. Lorsqu’un coup de foudrene frappequ’un seul câble, l’électricité s’écoule à la terre par des plaques correspondantes sans causer de dérangement. Lorsque un câble positif et un négatif sont frappés à la fois, l’arc qui prend naissance entre les plaques par le passage de la déchargé forme en même temps un passage facile pour le courant; en d’autres mots, le générateur sera mis en court circuit. On a rendu l’une des plaques mobiles pour couper ce court circuit avant que les machines puissent être endommagées. La plaque mobile du parafoudre est reliée au noyau d'un solénoïde à travers lequel doit circuler le courant formant le court circuit. Aussitôt que le courant s’établit, le noyau est attiré et la plaque mobile s’éloigne de la plaque fixe, en formant ainsi un coupe-circuit automalique.
- Revenons maintenant à l’installation de Schaff-house : la station génératrice contient deux dynamos de 300 chevaux-vapeur; ces dynamos sont
- sur-compoundéesde façon à produire une pression constante de 600 volts à la station motrice, la perte du courant dans la ligne en pleine charge étant de 24 volts. Ces machines ont des armatures en tambour enroulées en série et marchent à 200 tours par minute. Le tableau suivant contient les données principales de ces machines.
- Transmission de force par l'électricité à Scbaffouse.
- Gunértitrice Moteur double Petit moteur
- Nombre des marhmes 2 1 2
- Force normale (chevaux) 300 390 60
- Nombre de pôles inducteurs.. 6 6 2
- Rcvo utions par minute 3QO 380 350
- Voltage 634 ôoo 600
- Courant en ampères 3?0 500 81
- Diamètre de l’armature, centi- 120 108 60
- mètres Longueur du noyau de l’ar- 30 5t 57
- mature, cen'imètres Section du fil sur l’armature, 20 18 IO
- centimètres carrés Nombre de conducteurs sui 6,5 5 2
- l’armature Nombre de segments du corn- 3'6 3*6 540
- mutateur Perte de résistance dans l’at- '53 53 9°
- mature o/o Induction dans l’armature 1,46 1,52 2,7
- C. G. S Résistance de la dérivation. 7500 7600 115800
- ohms Perte dans l'excitation en déri 140 •43 295
- vation 0/0 1,35 1,68 »
- Tours de fil par éleclro Per’e dans l'excitation en sé- 6 4 ))
- rie 0/0 3 2 »
- Type d’armature Tambour Tambour Cylindre
- Dans la figure 4 on a indiqué la disposition des générateurs; la figure 3 montre le moteur qui donne la plus grande partie de son énergie à la filature, le reste étant absorbé par un couple de moteurs à deux pôles placés ailleurs dans l'usine. Ces derniers ne sont pas indiqués dans la figure; ils sont du modèle ordinaire que vous connaissez déjà.
- Le moteur double fournit 380 chevaux-vapeur et chacun des moteurs simples 60, ce qui fait en tout 500 chevaux-vapeur fournis aux arbres. La transmission s’effectue à l’aide de cordes en coton, comme le montre la figure 3.
- Constatons encore la disposition permettant de mettre en marche graduellement, et cela sans employer de résistance. Dans les expériences que je vous ai montrées dans la dernière séance, nous
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- avions un courant fourni à uns pression constante; pour mettre le moteur en marche et éviter des étincelles au commutateur, j’étais obligé d’insérer dans le circuit de l’armature des résistances variables qu’on enlevait lorsque le moteur avait atteint sa vilesse normale. Il n’y a aucun inconvénient à employer des résistances de ce genre lorsqu’on opère avec de faibles courants; mais, lorsqu’il s’agit de plusieurs centaines d'ampères et de l’absorption d’une énergie de plusieurs centaines de chevaux-vapeur, la résistance qu’il faut intercaler devient très encombrante. Pour éviter cette difficulté, M. Brown a imaginé une manière très ingénieuse de coupler les machines; c’est ce que montre la figure 6.
- Comme nous l’avons déjà dit, il y a quatre câbles : deux positifs et deux négatifs. Trois de ces câbles ne contiennent pas les coupe-circuits nécessaires pour la mise en marche, bien qu’ils con-
- tiennent des interrupteurs et des plombs de sûreté, ce qui permet de faire les expériences et évite les accidents; comme ces appareils ne sont pas nécessaires à l’explication pour l’arrangement de la mise en train, on les a omis dans la figure.
- Supposons que les deux conducteurs extérieurs soient toujours positifs et les deux intérieurs négatifs. Les câbles positifs sont arrangés en boucles aux extrémités ; les câbles intérieurs sont arrangés d’une manière analogue, mais on a inséré un commutateur dans le câble de droite, à la station motrice.
- Supposons que, les machines étant en repos, ce commutateur soit ouvert. Pour commencer, on fait marcher la génératrice Gu et on augmente la vitesse jusqu’à ce que cette machine s’excite par sa dérivation. En suivant les communications on trouve que les enroulements en dérivation des trois autres machines s’excitent en même temps. Les moteurs ont ainsi leur champ magnétique excité, et, si l’on met en marche lentement la seconde génératrice G3, un courant dont l’intensité.
- augmente graduellement traverse les deux moteurs, qui se mettent ainsi en marche graduellement.
- Lorsque la vitesse augmente, la force contré-électromotrice qui est indiquée par le voltmètre à la station motrice augmente également. Lorsr qu’elle devient égale à la force électromotrice indiquée par le second voltmètre en communication avec le courant de la première génératrice G, on ferme le commutateur et la mise en marche est effectuée. 11 faut remarquer que la fermeture du commutateur ne produit aucune augmentation brusque du courant, parce que les pressions, des deux côtés du commutateur, sont approximativement égales.
- Les dynamos étaient enroulées en shunt, mais on a trouvé que, par suite de la faible résistance et de la faible réaction de l’armature, il était difficile de partager également la charge. M. Brown a surmonté cette difficulté par un dispositif qui force les machines à se contrôler mutuellement; pour cela, il s’est servi de bobines démagnétisantes et il a entrecroisé les communications entre les armatures et les champs, de façon que la machine qui aurait à un moment donné une tendance à prendre une plus grande partie du courant verrait son champ augmenter, ce qui augmenterait la force contre-électromotrice et s’opposerait à un excès de courant, tandis que l’autre machine, qui n'aurait pas pris assez de courant, verrait son champ faiblir et serait ainsi forcée de prendre plus de courant.
- 11 est clair qu’à l’aide de cet entrecroisement des communications une négligence de la part du surveillant pour mettre les balais dans leur position convenable ne peut avoir aucune influence sur le partage du courant et de la charge entre les deux machinés. L’influence démagnétisante des bobines a le même effet que si la réaction de l’armature était augmentée et assure ainsi la constance de la vitesse, comme je vous l’ai montré expérimentalement dans ma dernière conférence.
- Dans la figure 6 les machines sont représentées comme si elles n’avaient que deux pôles pour rendre la figureaussi simple que possible; on a,en outre représenté les bobines excitatrices et en dérivation comme étant enroulees sur les deux branches séparées de l’électro, mais il n’est pas difficile de rétablir les choses telles qu’elles doivent être réellement avec des machines multipolaires.
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- Il peut être intéressant d’avoir quelques détails sur la nature commerciale de cette transmission. Les constructeurs ont garanti un rendement commercial de 78 0/0 à la pleine charge ordinaire et que les machines doivent être capables de transmettre un excès de 20 0/0 au-dessus de leur puissance normale pendant une heure et demie sans endommager l’installation. Une paire de balais doit durer au moins 2000 heures, et un commutateur au moins 20000 heures. La variation de vitesse des moteurs à vide et à pleine charge ne doit pas excéder 3 0/0. Le prix total de la partie électrique de l’installation, y compris les tours des câbles et leur établissement, a été de 170000 francs, soit 340 francs par cheval-vapeur fourni.
- Je me suis attaché à vous décrire assez exactement cette installation de transport de force à
- Fig. 5
- Schaffhouse, parce que des données exactes sur des installations bien réussies ont une grande valeur et parce que cette installation est à coup sûr l’un des meilleurs exemples que j’aurais pu choisir. L’énergie transmise est certainement considérable, d’après nos idées actuelles au moins, mais nous n’avons aucune raison de supposer qu’elle ne sera point surpassée par d’autres travaux du même genre. 11 y a des projets d’utilisation de la force du Rhin près Bâle; on fournirait environ 10000 chevaux.
- Comme vous le savez aussi, il est question de prendre 125 000 chevaux à la chute du Niagara, ce qui représente environ 3 1/2 0/0 de la force totale de cette chute; cette énergie doit être trans-pdrtée à différentes distances, dont la plus longue est de 32 kilomètres. 11 ne m’est pas possible de vous donner des détails sur les plans soumis à la commission du Niagara, ces plans étant la pro-
- priété de la compagnie, mais, grâce à: la courtoisie de plusieurs membres de la comriiission et spécialement de M. Coleman Sellers, je puis vous donner les traits généraux des projets. En m’adressant à la commission du Niagara pqür obtenir des informations, je me proposais de Rassembler des indications sur les opinions des principaux ingénieurs relativement à la transmission électrique de l’énergie pour pouvoir vous en soumettre les résultats.
- Comme les conditions générales des chutes du
- Fig. 6
- Niagara ne vous sont peut-être pas très familières, je vais vous fournir quelques renseignements sur ces chutes et vous donner un court exposé du but pour lequel la compagnie a été établie.
- De l’énergie immense représentée par le saut de la rivière de son niveau supérieur à son niveau inférieur, énergie représentant environ trois millions et demi de chevaux, on utilise actuellement environ 5000 chevaux dans les usines situées au bord de la chute. L’eau est gmehée dans ces usines à l’aide d’un canal ; après le passage dans les turbines, l’eau se décharge en plein air à peu près à mi-hauteur de la chute; elle forme ainsi plusieurs petites cascades.
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- De cette façon, on n’utilise guère que la moitié de l’énergie disponible. Si l’on pouvait adopter ce système en grand, il n’y aurait que peu de difficultés pour établir une station génératrice permettant de produire autant d’énergie que l’on désirerait dans cet endroit, mais il y a un fort courant d’opinion contre l’établissement d’autres travaux hydrauliques sur les bords de la rivière; il serait d’ailleurs difficile d'en trouver la place, ainsi que pour le canal à air libre nécessaire pour amener l’eau.
- La compagnie a donc résolu de faire autant que possible des travaux souterrains; on fait à présent un tunnel de deux mètres de haut sur dix de large et environ deux kilomètres de long; ce canal doit servir pour conduire l’eau provenant de la station génératrice. La hauteur de la chute totale depuis le niveau supérieur de la rivière jusqu’au niveau inférieur est de 60 mètres, mais la chute utilisable pour la turbine est de 42 mètres.
- Comme on emploie un tunnel pour la conduite de l’eau d’évacuation, on est forcé d’établir la turbine au moins à 33 mètres au-dessous du sol parce que le tube d’évacuation ne peut pas être plus long que la colonne d’eau qui équilibre la pression atmosphérique, et ceci augmente considérablement les difficultés de l’entreprise.
- L’été dernier, la compagnie du Niagara a invité un certain nombre d'ingénieurs à envoyer leurs projets pour la transmission d’énergie; elle a constitué sous la présidence de sir William Thomson une commission chargée d'examiner ces projets. Il y avait en tout vingt concurrents dont quatorze seulement ont rempli le programme de la commission. De ces quatorze concurrents, huit ont envoyé des projets pour la création et la transmission de l’énergie, quatre pour la création seulement et deux pour la transmission. Pour nous, l’intérêt consiste dans l’examen des méthodes employées par les dix propositions de transmission. La question est quelque peu compliquée par le fait que certains compétiteurs ont proposé des systèmes mixtes de transmission et qu’en classant ces projets sous le titre d'électrique, de pneumatique et d’hydraulique, il faut compter quelquefois deux fois le même projet. On peut classer les projets comme il suit : électriques, 7; pneumatiques, 6; hydrauliques, 2. 11 est remarquable que la balance penche si faiblement en faveur de la transmission électrique.
- 11 est également remarquable qu’il y a six com-
- pétiteurs qui préconisent la transmission pneumatique. L’expérience dans les mines a montré que, même pour de faibles distances, le rendement total de la transmission pneumatique est entre 20 et 30 0/0 et n’excède certainement pas 40 0/0.
- Nous ne pouvons pas supposer que les ingénieurs qui ont envoyé des projets pneumatiques ignorent ces faits; en tous cas, il faut croire que la plupart d’entre eux doivent savoir qu’on ne peut pas attendre des rendements élevés avec la transmission pneumatique. Si malgré cela ils ont adopté l’air comprimé de préférence à l'électricité, on doit l’attribuer à l’une des deux raisons suivantes : ou bien ils n’ont pas confiance dans la transmission électrique, ou bien ils considèrent que les frais d’installation seraient si importants que l’intérêt du capital et la dépréciation de l’installation doivent contrebalancer l’avantage d’un rendement élevé.
- On ne peut pas nier que, dans l’état actuel de nos connaissances en fait de transmission électrique, ces raisons peuvent avoir quelque fondement. Le problème du Niagara est unique dans son genre par rapport à la grandeur et à la distance, et je suis obligé de dire que les ingénieurs électriciens ne sont pas tout à fait préparés quant à présent à le résoudre. Mais je dois ajouter en même temps que je suis convaincu que d’ici peu d’années il n’y aura pas une, mais une douzaine de personnes capables d’engager ce problème avec bonne chance de le mener à bien. Il faut constater que nous sommes actuellement sur la trace d’un nouveau système de transmission électrique d’énergie. Le vieux système avec l’emploi de courants continus'et de dynamos ordinaires a été perfectionné au point qu’il n’est plus guère possible de l’améliorer, mais ce système a ses limites, et malheureusement le problème du Niagara, ou au moins une partie de ce problème, esten dehors de ces limites. C’est pour cela que ce n’est que la moitié des compétiteurs qui ont eu le courage de proposer la transmission électrique. Deux d’entre eux proposent l’emploi de courants alternatifs avec 5000 et 10000 volts respectivement; les autres suivent la vieille routine du courant continu, avec des voltages compris entre 1600 et 4500 volts.
- Ceci nous amène à envisager une question d’importance capitale, non seulement pour le problème du Niagara, mais pour la transmission
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- à longue distance en général, c’est-à-dire la limite de la distance à laquelle le système usuel de transmission est applicable. En considérant le tableau donné dans la dernière conférence et relatif au prix d’installations de transmission, on trouve que pour des grandes forces la distance de 7 à 8 kilomètres n’est pas incompatible avec un prix acceptable d’installation, et qu’à cette distance de 8 kilomètres la transmission électrique est certainement faisable. Des considérations théoriques seules peuvent dire si l’on peut aller plus loin, car ici le tableau n’est d’aucun secours. Je vous ai donné une formule à l’aide de laquelle on peut calculer le voltage le plus économique pour une distance donnée; si on applique cette formule pour une unité de puissance de 500 chevaux, par exemple, on trouve que pour des distances dépassant 8 kilomètres, le voltage économique augmente au-delà de la limite qui peut être considérée comme pratique pour une seule machine. 11 est impossible de donner des règles fixes. Dans certaines conditions, spécialement lorsqu’il s’agit de transmettre une force hydraulique à bon marché, on pourrait aller jusqu’à 16 kilomètres sans atteindre la limite de voltage; mais quelles que soient les conditions spéciales du problème, il existe une limite de distance au delà de laquelle on ne peut aller avec une seule machine. Mais on pourrait supposer alors que l’emploi de deux ou trois machines en série résoudrait le problème. Pour apprécier cette idée, voyons d’abord quelles sont les limites de voltage d’une machine. Ce voltage est limité par le commutateur et par l’isolement général. Des constructeurs de dynamos vous diront que pour des grandes machines avec le commutateur ordinaire de Paccinotti, ils peuvent aller jusqu’à 1000 volts et même si cela est nécessaire jusqu’à 2000. Mais si vous leur demandez de construire une machine pour 3000 volts ils refuseront très probablement. Je ne parle pas des machines Thomson-Houston ou Brush, qui ont des commutateurs spéciaux, mais de grandes machines donnant un courant constant et un rendement élevé telles qu’elles sont nécessaires pour la transmission de l’énergie; on peut dire que 2000 ou au plus 3000 volts sont la limite de voltage que l’on peut obtenir avec un cotomutateur simple.
- L’isolement général de la machine doit résister à cette pression, et comme dans des dynamos et des moteurs l’isolement consiste en coton, pa-
- pier, fibre, vernis et des matériaux analogues,qui ne sont pas seulement soumis à des efforts électriques, mais à des efforts mécaniques, il n'est guère possible de dépasser 3000 volts. On peut naturellement tourner la difficulté du commutateur en mettant plusieurs machines en série et en isolant soigneusement leurs bâtis de la terre. La difficulté de l’isolement général n’est cependant pas facile à résoudre, comme on peut le voir par la figure 7, où l’on a montré schématiquement trois machines de 2000 volts accouplées en série. Il ne peut pas être question naturellement d’employer de l’excitation en dérivation pour des pressions aussi élevées; l’excitation en série introduit des complications et certaines difficultés, spécialement à la station motrice; l’excitation séparée, quoique simple et facile à réaliser, a l’inconvénient de produire des efforts électriques considé-
- rables sur l’isolement entre les bobines excitatrices et les bâtis des machines. Supposez, par exemple, qu’il existe un point faible en A entre les bobines excitatrices et le bâti de la première machine; dans ces conditions, il y aura, entre la bobine excitatrice et le bâti de la troisième machine en B, des tensions d’environ 6000 volts, même lorsque les machines sont parfaitement isolées de la terre. Avec des machines excitées en série, cet effort sera naturellement limité à 2000 volts, mais il restera toujours la difficulté que toutes les armatures doivent être reliées mécaniquement par des couplages isolés, et il y aura un grand danger à toucher le bâti en fer de l’une des machines, ün voit que l’emploi de plusieurs machines en série n’est pas aussi facile qu’on pourrait se l’imaginer et cette méthode n’a été appliquée, au moins à ma connaissance, que lorsque le voltage total est au-dessus de 2000 volts.
- C. B.
- {A suivre.)
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- FAITS DIVERS
- Le conseil général du Puy-de-Dôme a voté la concession du prolongement du tramway électrique de Montferrand et Clermont à Royat et au sommet du Puy-de-Dôme.
- Ce projet comprend le système à adhérence, le système à crémaillère et le système funiculaire avec traction électrique.
- On peut espérèr que dans un délai de dix-huit mois les formalités et les travaux seront achevés et que les excursionnistes et les visiteurs pourront faire en chemin de fer l’as-cension du Puy-de-Dôme.
- Une compagnie américaine d'électricité a expédié au Brésil tout le matériel nécessaire à l'établissement d’un tramway électrique. Les moteurs des voitures seront reliés à une génératrice de 50 chevaux. La voie aura 2 kilomètres de longueur.
- Il est survenu dans ces derniers temps une faute à un des trois câbles faisant le service de la correspondance télégraphique entre Marseille et Alger. Comme nous l’avons rapporté, la Charente a été envoyée pour réparer la faute, dont la place était à 220 kilomètres au large, dans des fonds ayant beaucoup d’eau.
- L’opération a été un peu retardée par suite d’pne avarie survenue, comme nous l’avons rapporté, au moment où la Charente sortait du port. Nous apprenons qu’elle vient de réussir en employant les procédés ordinaires maintenant devenus classiques. Le câble a été repêché avec des dragues, amené à bord et sectionné. On a remplacé le bout malade par un bout neuf rattaché à l’aide de deux soudures, et on a laissé retomber,le câble.
- Pendant la réception de la flotte française à Portsmouth, on a donné un banquet à l’amiral Gervais et aux officiers de son état-major. La table du festin était en verre et illuminée par en bas, mais avec des transparents, de manière à donner les trois couleurs. L’effet était très singulier et très grandiose. Les convives qui pour la plupart assistaient pour la première fois à cette application du principe des fontaines lumineuses, ont éprouvé une vive surprise.
- La ville de Bradford, qui a entrepris à ses frais l’éclairage électrique, vient de donner l’autorisation de procéder à des expériences de traction électrique avec deux conducteurs aériens. La ligne doit fonctionner pendant plusieurs se-
- maines et partir tous les quarts d’heure de chaque terminus La voiture contient 36 voyageurs, 18 dedans et 18 sur l’impériale.
- Si l’expérience ne réussit pas, la ville de Bradford n’aura d’autre dépense que celle que nécessitera la fourniture du courant. Si l’électricité est adoptée, elle remboursera i2 50ofr. à l’ingénieur entreprenant, à ses frais l’expérience, et elle le chargera de la construction d’une ligne électrique définitive. L’expérience a lieu sur une partie du réseau d’une compagnie de tramways qui prête ses rails.
- M. Oliver Lodge va publier prochainement, chez MM. Whit-taker et C% de Londres, un volume sur les paratonnerres, dans lequel il reproduira ses lectures devant la Société des arts, ses communications faites au meeting de Bath, sa discussion avec M. Preece, et différentes expériences.
- Nous recevons d’Amérique des détails sur les expériences de ffluie artificielle exécutées dans le Texas. Elles ne sont pas, il faut en convenir, de nature à diminuer notre incrédulité. En effet, la première série de détonations, dans lesquelles on avait fait partir en l’air 175 kilos de dynamite et cinq ballons remplis de gaz tonnant, du cube chacun d’environ 100 mètres, s’est terminée à 10 heures du soir, et les effets ne se sont fait sentir qu’à 3 heures du matin, c’est-à-dire 5 heures plus tard.
- Le Standard, de New-York, n’allègue aucune raison pour expliquer ce retard. Il en est sans doute de ces pluies provoquées comme des idées exprimées par un météorologiste américain, qui prétend que la Tour Eiffel a gâté le climat de Paris, et que les habitants de la grande ville seront bientôt aussi empressés à la démolir qu’ils ont été à la construire.
- L'auteur de ces théories ingénieuses prétend que l’effet néfaste de la Tour Eiffel provient de ce qu’elle nuit à la conservation dans l’air de la quantité de fluide électrique nécessaire à la sérénité du temps. Inutile de dire que cette opinion ne repose sur aucune observation quelconque.
- Le tVestern Electrician nous apprend qu’on vient d’inventer un dispositif qui permet d’introduire une lampe à incandescence dans une chaudière pendant qu’elle est sous pression et d’apercevoir ce qui se passe dans l’intérieur.
- Est-il utile de suivre ainsi la marche de l’évaporation? C’est ce que notre confrère oublie de dire.
- Le gouvernement des Efets-Unis n’avait pas, lorsque la guerre de la sécession éclata, une seule ligné-télégraphique qui lui appartînt, aussi n’y avait-il pas de corps organisé pour la télégraphie électrique de campagne. Les généraux
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- de l’Union américaine devaient donc se borner à utiliser pour le service de l’armée les lignes alors existantes, lorsqu’elles n’avaient point été détruites par l'ennemi. La défaite de Bull-Run, qui faillit livrer Washington aux rebelles, est attribuée à ce manque de moyens de communication. On improvisa donc la télégraphie électrique de campagne en quelque sorte sous le feu de l’ennemi, grâce au dévouement de la compagnie télégraphique américaine qui fit les frais de l’organisation pendant plusieurs mois.
- Le premier détachement organisé au* frais de l’Etat fut envoyé à l’armée du général Fremont, qui opérait dans le Shenandoah.
- La seconde année de la guerre on créa un bataillon des opérateurs télégraphiques, qui furent mis sous l’autorité directe du ministère de la guerre, et partagés en compagnies attachées aux diffëients corps d'armée. Les télégraphistes prêtaient le serment professionnel et étaient commandés par des officiers, mais ils n’étaient point considérés eux-mêmes comme faisant partie de l’armée.
- Aussi, à la fin de la guerre, on donna des pensions ou des grades aux officiers, mais les anciens télégraphistes furent licenciés comme de simples auxiliaires dont on n’avait plus besoin.
- Afin d’obtenir une reconnaissance de leurs services, ils ont constitué une association générale qui, le 19 août dernier, a tenu à Washington son assemblée annuelle. Dans son discours, le président, M. Mun, donne deux chiffres qui méritent d’être relevés. Le bataillon des lignes électriques a construit 20 000 kilomètres de lignes et expédié 6500000 télégrammes. Cette guerre mémorable autant que lamentable a duré quatre ans; on estime qu’elle a coûté la vie à 300000 hommes et qu’il a été dépensé ou perdu 40 milliards de francs.
- Il est bon d’ajouter, ce que le président des télégraphistes militaires ne dit pas dans son discours, que l’armée américaine possédait un corps spécial, celui des signaux, qui était chargé d’exercer sur les champs de bataille, et avait une organisation complètement militaire. Ce corps avait été organisé avant la prise du fort Sumter d’après les plans du général Myer, alors simple chirurgien militaire, et servait à maintenir les Indiens dans les Montagnes Rocheuses. Les signaux étaient donnés avec des clairons, des lanternes ou des drapeaux et d’après le système alphabétique du télégraphe Morse.
- Le corps des Montagnes Rocheuses fut expédié à l’armée du général Butler et contribua à la prise de Baltimore. De là il fut envoyé à l’armée du maréchal Mac Clellan. Puis le commandant Myer fut appelé à Washington, et chaque division reçut un détachement du signal-corps.
- A la paix, le corps conserva son organisation militaire et fut chargé des observations météorologiques, ainsi que des avis en prévision du temps. Nous avons expliqué comment cettè organisation s’est trouvée récemment modifiée, mais la révolution administrative qui vient de retirer le service des avertissements des mains du ministère de la guerre à Washington, pour le faire passer sous l’autorité du secré-
- taire de l’agriculture ne s’est pas produite d’une façon soudaine. Elle a été précédée par une longue agitation qui a commencé pendant la maladie du général Hagen, en 1889, et qui avait produit de précieux résultats dès 1888.
- L’ancienne organisation n’a point eu une existence très longue. En effet, le bill donnant des fonctions météorologiques au signal corps, ne date que du commencement de 1870. C’est à la fin de l’année que les premiers avis furent publiés, et au mois de février suivant qu’ils parurent trois fois par jour, suivant le plan adopté par le général Myer.
- Le service était disposé de telle sorte qu’il suffisait de deux heures et demie et quelquefois de deux heures pour faire les observations dans 150 stations, les envoyer à Washington, les enregistrer, les discuter, et transmettre les avis en prévision du temps sur toutes les parties de l’Union américaine. Le général Myer avait également établi un système d’observations universelles s’étendant sur toute la terre.
- U était venu à Paris pour s’entendre avec Le Verrier, qui était un grand admirateur de son système, et qui aurait voulu voir les obseivations faites par des stationnaires assujettis à la discipline militaire.
- Dimanche soir, 6 septembre, un peu avant la fin du spectacle, la salle de IOpéra-Ccmique et celle du Châtelet étaient tout d’un coup plongées dans l’obscurité. Ces ténèbres étaient la conséquence d’un terrible accident survenu dans le sous-sol de la salle du Châtelet, où se trouvent les machines alimentant l’éclairage des deux théâtres.
- Un des mécaniciens voulant graisser une des machines tomba entre deux bielles marchant en sens contraire. L’infortuné n’eut pas le temps de pousser un cri. 11 fut littéralement haché. Ses camarades ne furent prévenus de la catastrophe que par le bruit des os broyés par la machine. Immédiatement on a coupé la vapeur, mais on n’a recueilli qu’un cadavre méconnaissable.
- M.EIihu Thomson a imaginé une nouvelle application de la chaleur électrique. Elle est excessivement simple et promet de produire de très grands résultats avec la machine qui sert à la soudure. L’ingénieux inventeur saisit un morceau de métal qu’il porte instantanément au rouge. Lorsque la matière est rendue malléable, il lui donne la forme qu’elle doit garder à l’aide de moules en acier. Cette innovation nous conduit à la forge électrique.
- L'ElectricaL Hngmeer nous apprend qu’en Angleterre la profession des appareilleurs à gaz est en train de subir une transformation radicale. Notre confrère cite un des principaux industriels de cette spécialité, qui a maintenant dans sa boutique tout un assortiment très complet d’accessoires, plaques, feuilles, fils conducteurs, lampes, candélabres, etc*
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- Le fondateur d’un nouveau Bottin anglais vient de proclamer officiellement cette fusion involontaire de la part des compagnies gazières. En effet, son annuaire est consacré aux compagnies d’eaux, aux compagnies de gaz et aux compagnies d’éclairage électrique des trois royaumes. Ce volume publié chez Hazel, à Londres, donne de très intéressants documents sur chaque ville et chacune des compagnies qui s’y trouvent.
- VElectrical Engineer annonce que l’Amirauté britannique vient de publier un erratum pour sa carte n° 1951 de la baie de Ltverpool. La légende dit que la variation magnétique augmente annuellement de 9 dtrgrés. Au lieu de cela, elle diminue de 8.
- Nous craignons beaucoup que cette correction ne doive être soumise à une autre correction beaucoup plus grave, et qu’il ne faille lire minutes au lieu de degrés, c’est-à-dire une quantité soixante fois moindre.
- En effet, depuis quatre siècles que Christophe Colomb a découvert la variation du compas, l'on n’a jamais eu l’occasion de constater de variation aussi formidable.
- La Ville de Paris ne veut pas renoncer complètement aux funiculaires. On a mis à l’enquête un projet pour la construction d’une ligne allant de la gare Saint-Lazare à Romain-ville.
- Il faut espérer que la construction en sera confiée à des mains plus habiles que celles qui ont été chargées de l’établissement du funiculaire de Belleville, qui, malgréun nombre incroyable d’essais infructueux, continue à ne pas marcher. Le moins que l’on puisse exiger, c’est que l’on tire parti des dures et coûteuses leçons que l’on a reçues.
- VEclair a envoyé un de ses rédacteurs interviewer l'ingénieur du funiculaire de Belleville, qui lui a répondu naïvement a s’il y a du tirage, c'est que notre funiculaire n’e:t pas comme les autres, il ne possède qu’une voie avec des garages de distance en distance, ce qui nécessite un nombre considérable de poulies, ce qui augmente le frottement et l’usure du câble. Sur tout le parcours il y a environ 320 poulies. Dans les combes et dans les angles, il n’y en a pas deux qui se ressemblent, aussi avens-nous quinze modèles différents de poulies. »
- Ce que le publie demande ce n’est pas un funiculaire unique dans son genre, mais un funiculaire qui soit comme les autres et qui marche par conséquent.
- En effet, les chemins de fer à traction mécanique sont d’excellents organes de locomotion, que les chemins de fer électriques tendent il est vrai à déplacer, mais surtout pour raison d'économie, car ils coûtent cher de traction, mais lorsque les pentes sont très lottes, certaines personnes les préfèrent aux tramways à traction électrique. Ce point encore controversé mérite d’être élucidé, 11 peut l’être surtout à Birmingahm où une compagnie unique exploite tous les
- genres de tramways imaginables, à chevaux, à câble, à vapeur et à l’électricité.
- Nous avons le regret d’annoncer la mort de M. Crossby, un des hommes à qui l'on doit l’introduction de la lumière électrique dans le nord de l’Angleterre. Ce physicien était né en 1842, à Halifax, où il vient de rendre le dernier soupir. C’est à des travaux considérables en météorologie qu’il a dû l’honneur de faire partie de la Société royale de Londres. Mais, à la suite de conférences qu’il avait faites sur le téléphone Bell, dans les premiers temps où celte brillante invention fut connue, il avait imaginé un transmetteur qui eut beaucoup de succès, et dont le brevet fut acheté for^ cher par une des principales sociétés anglaises. II avait à Halifax un cabinet de physique qui lui appartenait et qui marchait de pair avec celui des grands établissements d’instruction publique.
- La petite ville de Guernesey v" ~ ' chemin de fer
- électrique. Cette ligne sera placée sous la direction des Etats^qui ont nommé un ingénieur électricien. Cette assemblée, qui gouverne souverainement l’administration de l’île sous l’autorité de la Reine d’Angleterre, a conservé l’organisation qu’elle avait du temps des ducs de Normandie. C’est comme un trait d'union vivant qui rattache notre âge à 1 époque d’ignorance où les électriciens auraient été brûlés comme sorciers; singulières et instructives vicissitudes donnant au chemin de fer électrique de Guéinesey une haute portée morale. Victor Hugo, qui a terminé son exil à Guernesey, aurait certainement tiré grand parti de cette étrange amalgame du passé et de l’avenir.
- Grâce à l’usage du téléphone et du télégraphe combinés, la rédaction du Petit Journal a pu suivre pour ainsi dire sans interruption les details de la course vélocipédique de Paris à Brest et retour. Quatorze contrôles avaient été établis sur la ligne et les noms des coureurs étaient régulièrement télégraphiés et téléphonés au fur et à mesure que les agents de la course recueillaient les signatures.
- En outre, des dépêches arrivaient également des points intermédiaires entre les divers contrôles, expédiées par de simples spectateurs. Les résultats étaient écrits sur un tableau noir quand il faisait clair et la nuit venue sur une série de pancartes éclairées à la lumière électrique. Aussi pendant trois jours, même aux heures les plus indues, une foule considérable de curieux n'a pas cessé un seul instant de stationner devant le numéro 61 de la rue Lafayette; le carrefour qui existe à cet endroit offrait une animation des plus extraordinaires.
- Le Petit Journal a reçu à l'occasion de cette course, dans la seule journée de mercredi, 575 dépêches demandant des renseignements, dont une de New-York et une autre de Buenos-Aires.
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- D’après les nouvelles que nous recevons de Chicago, des difficultés de plusieurs espèces surgissent. Le travail a subi une interruption sur tous les chantiers actuellement ouverts à Jackson-Park par suite d’une découverte faite par l'électricien en chef. On a été obligé de reconnaître que l’architecte chargé de la construction avait commis une erreur considérable, et que les matériaux employés n’avaient point une résistance suffisante. Ce maladroit personnage a dû donner sa démission, mais son erreur coûtera à la commission générale une somme dont l’importance variera de i ooo ooo à 1500000 francs. Les rectifications nécessaires ayant été adoptées, les constructions ont recommencé avec une activité nouvelle.
- Un autre problème auquel on n’avait pas songé, et qui pourrait coûter environ 5 millions, vient de surgir. La commission avait l’intention d’utiliser les machines exposées pour la production de la force motrice nécessaire. Ce plan était évidemment très avantageux pour les finances. Mais les directeurs des différentes sections, si l’on adopte ce plan économique, n’auront plus sous leur direction absolue les moteurs indispensables pour les différents services.
- La commission nationale semble disposée à passer outre à outes les objections pour éviter une si grosse dépense.
- La Western Electrician publie dans son numéro du 22 août une description détaillée des installations de la compagnie des tramways électriques de Buffalo. Ce qui rend cette installation particulièrement intéressante, c’est qu elle est établie aux frais d’une corporation qui possède un réseau de r6o kilomètres de chemins à câble, qui tous seront successivement transformés en chemins électriques. Lorsqu’elle sera complète, cette station modèle aura une force de 5500 chevaux et elle distribuera la force motrice sur un territoire dont la surface égalera à peu près le quadruple de la ville de Paris.
- En outre, les dispositions sont prises pour que sur toutes les parties du réseau l’on puisse envoyer deux courants de pression différente suivant les besoins-du service, et quand on recevra avis téléphonique.
- Cette station est une de celles qui sont destinées à recevoir les premières l’énergie du Niagara, puisque la distance ne dépasse pas 25 kilomètres.
- Éclairage Électrique
- La ville de Manchester va probablement entreprendre à ses frais l’éclairage électrique. Une résolution dans ce but vient d’être adoptée par le conseil municipal. La ville va demander au bureau du gouvernement local l’autorisation de faire ùn emprunt de 3750000 francs pour les installations nécessaires.
- Si les emprunts votés par certaines capitales avaient tou-
- jours eu un emploi aussi utile, leurs finances seraient certainement dans une prospérité merveilleuse.
- Télégraphie et Téléphonie
- Le 19 août a eu lieu l’inauguration de la première ligne téléphonique internationale américaine, celle qui relie Port-Huron tMichigan) et Sarnia, ville du Canada, à travers le tunnel qui passe sous la rivière Sainte-Claire. Le téléphone suit la nouvelle voie ferrée que l’on va également ouvrir. La longueur des approches canadiennes est de 600 mètres, celle de la partie souterraine de 2000, et enfin celles des approches américaines de 500 mètres.
- Le tout a été terminé en vingt mois, pour une dépense d’environ 2 1/2 millions de francs.
- Dans son rappoit sur le budget des postes et télégraphes pour l’année 1892, M. Millerand demande de grandes améliorations dans toutes les branches du service. L’honorable député de Paris reconnaît que l’organisation actuelle a laissé en 1890 un bénéfice de 63 millions, mais il émet en principe que cette branche des principes publics ne doit donner aucun profit au trésor. En conséquenec, il demande à la Chambre des réductions de tarifs et l’ouverture de nouveaux crédits pour augmenter la solde des agents et créer de nouveaux emplois afin de diminuer le temps de présence des titulaires et ouvrir de nouveaux bureaux.
- Il reste à savoir si ces différentes innovations, dont les télégraphistes bénéficieront naturellement, seront acceptées par la Chambre.
- Le Figaro et le Petit Journal nous apprennent que l’administration des lignes télégraphiques vient de faire construire un bureau ambulant semblable à ceux que possède depuis de nombreuses années le Post Olfice d’Angleterre. Le but de cette importation fort opportune, que nous avons réclamée depuis longtemps, est d’improviser un bureau télégraphique pour la réception des dépêches de presse et des dépêches privées dans toutes les agglomérations temporaires, courses, grandes manœuvres, cérémonies publiques, incendies, fêtes publiques, réunions scientifiques, etc., etc.
- Le travail principal de l’installation consiste à relier les lignes téléphoniques et télégraphiques à celles qui existent déjà. Nous pensons que ce nouveau bureau volant offre des dispositions ingénieuses et nouvelles que nous nous empresserons de faire connaître dès qu’elles nous auront été signalées.
- Imprimeur-Gérant : V.Norv.
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- Journal universel dy Électricité
- 31, Boulevard des Italiens, Paris
- directeur : Dr CORNÉLIUS HERZ
- XIII» ANNÉE (TOME XLI)
- SAMEDI 26 SEPTEMBRE 1891
- No 39
- SOMMAIRE. — Détails de construction des machines dynamo; Gustave Richard. — Recherches récentes sur les radiations électromagnétiques; C. Raveau. — Question de droit; Frank Géraldy. — La session de l’Association britannique à Cardiff; P.-H. Ledeboer. — Chronique et revue de la presse industrielle : Accumulateur Currie. — Pile au chlore Ortelli. — Revue des travaux récents en électricité : Sur la théorie du magnétisme et l’absurdité de la polarisation diama-gnétique, par M. J. Parker. — Sur le transport électrique de la force, par M. Gisbert Kapp. — Faits divers. — Table des matières.
- DÉTAILS DE CONSTRUCTION
- DES MACHINES DYNAMO (*)
- Le porte-balais de M. J. Jarman, représenté par les figures i et 2, est des mieux étudiés.
- Les balais sont constitués par des charbons E, guidés dans les coulisses D de bras A A', isolés autour d’un axe B, et rappelés vers le collecteur C par un ressort H ; les balais sont, en outre, poussés par des ressorts K, pris dans des pinces L, articulées en F, de manière que l’on puisse faire varier la pression des ressorts K au moyen de vis a. Des fils flexibles c achèvent de relier par F les balais aux bras A, sur lesquels la prise du courant se fait en J J\
- Ces balais s’adaptent avec une grande flexibilité à toutes les irrégularités du collecteur, ne sont guère affectés par les chocs et se prêtent très bien aux changements de marche; ils conviendraient parfaitement aux dynamos pour tramways.
- Dans le but de réduire au minimum les courants parasites, M. W.-H. Scott ménage (fig. 3) dans les noyaux de ses inducteurs de larges vides aa, qui peuvent être, comme en b, remplis par des fourrures d’un métal non magnétique, de bronze, par
- (!) La Lumière Electrique, 25 juillet 1891 ;
- exemple. Ces fentes ne doivent jamais interrompre complètement la continuité magnétique du noyau de l’inducteur, et toujours lui réserver à cet effet, comme en a%, une certaine épaisseur de métal.
- L’armature de la dynamo JVadley présente (fig. 4) la particularité que son milieu seul, monté sur disques lamellaires, est à demi embrassé par lé pôle N de l’inducteur, et qu’elle se termine par deux pôles en fer B B, tournant avec un faible jeu dans les pôles S. Nous avouons ne pas saisir la raison d’être de cette modification, en apparence paradoxale.
- Les dynamos et les électromoteurs de la Crochet Wheeler Electric Motor C°, de New-York, sont, comme le savent nos lecteurs, très répandus aux Etats-Unis. Les figures 5 à 12 représentent quelques détails de construction très pratiques de ces appareils.
- Le corps de l’armature est constitué par une série de demi-rondelles crénelées A, assemblées à joints rompus par des boulons B. Les créneaux ont une section trapézoïdale a, calculée de façon que leurs enroulements viennent se toucher au centre, et les bords des entailles des disques d’ébonite D, qui terminent l’armature, débordent un peu les contours des créneaux a, de manière que les extrémités des enroulements portent sur rébohite; et non pas sur les arêtes des créneaux en évitant
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- ainsi le contact à vif de l’isolant des fils sur le fer de l’armature. L’intérieur des créneaux est, de plus, garni d’une toile isolante C. Enfin, pour assurer la symétrie des attractions de l’inducteur
- sur l’armature, les extrémités supérieures TT des pièces polaires sont plus prolongées que les inférieures//.
- Ces pièces, en fer forgé à l’étampe, ont leurs par-
- Fig. i et 2. — Jarman (iSgol. Porte balais élastique.
- ties inférieures C'(fig. 7 à 12) exactement tournées par une fraise creuse W. A cet effet, la pièce est
- Fig. 3. — Scott (1890). Inducteurs évidés.
- cintrée sur la table K de la machine à fraiser par l’ajustement de sa partie sphérique P sur la demi-sphère J à tenon p, et par le serrage de sa partie
- cylindrique C' dans le V du bloc S, au moyen de l’étrier 5. Le fraisage s’arrête automatiquement par la butée de la fraise sur le talon T'.
- Pour assurer aux trous de l’embase B’, qui reçoivent les pièces CC', l’écartement voulu, on
- Fig. 4. — Wadley (1890).
- les perce dans une matrice K (fig. 12) dont le couvercle est pourvu de deux guide-forets LL écartés précisément de la longueur voulue. On obtient ainsi des dynamos à pièces parfaitement interchangeables, d’un montage rigoureusement exact et symétrique.
- M. Wahlstrom a récemment proposé pour la distribution par courants alternatifs un système à
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- trois fils i, 2, 3 (fig. 13) excités par deux alternateurs EElf à phases discordantes de 1200. Ces alternateurs développent alors dans les fils 1, 2 et 3 des courants égaux I, 11 et 111 (fig. 14) discordants de 6o°, ou de 1/6 de phase ; et, si l’on relie ces fils à l’armature d’un électromoteur enroulé comme l’indique la figure 13, ces courants y dé-
- Fig. 5 et 6. — Crocker Wheeler (1S91). Détail de l’armature.
- termineront des champs magnétiques représentés par les courbes de la figure 15.
- La marche des courants dans les enroulements 1 et IV, reliés tous deux au fil 1, est représentée par la courbe 1 (fig. 14), celle des courants en 11 et V, reliés au fil 2, par la courbe 11, et celle des courants alternatifs compound des enroulements 111 et VI, qui complètent le circuit du fil 3 et des autres enroulements, par la courbe 111. Mais ces courbes ne représentent pas les moments des couples électromagnétiques exercés par ces enroulements, parce que la direction du magnétisme de'“ deux enroulements diamétralement opposés est,
- à chaque instant, de sens contraire par rapport à l’anneau, de sorte que ces couples doivent être représentés, comme en figure 15, par deux séries de trois courbes semblables à celles de la figure 14, mais décalées de 1800.
- Fig. 7 à 12. — Crocker Wheéler. Fabrication et moulage des pièces polaires.
- A un instant donné tt les enroulements 1, 111, V développent un champ positif et 11, IV, VI un champ négatif, de sorte qu’il y aura dans l’an-
- Fig. 13.— Wahlstrom ( 1891 ).
- neau, un pôle sud entre V et VI et un pôle nord entre 11 et 111, comme sur la figure 13. A l’instant suivant U, 1 et 111 sont encore positifs, IV et VI négatifs, mais l’action magnétique des enroulements V et 11 est renversée, de sorte que les pôles N et S restent encore aux environs de 11 et de V.
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- Peu après, en t2, I, 11 et 111 sont positifs, IV, V et VI négatifs et les pôles de l’anneau S et N seront transportés entre 1 et V, 11 et IV, puis ils accompliront ainsi leur révolution complète; tel est, en résumé, le principe dé la méthode de transmission que M. Wahlstrom propose comme plus avantageuse que ceux de Tesla et Dobrowolsky, mais sans en donner une démonstration complète.
- Les figures 16 à 2\ représentent schématiquement l'une des dernières méthodes de transmission à laquelle paraît s’être arrêté M. Dobrowolsky. Elle comporte aussi l’emploi d’un fil neutre ou compensateur, mais analogue seulement au conducteur représenté en C(fig. 16) dans le cas d'une
- i i i
- ' r i i nr yr tt
- Fig. 14 et 15.— Wahlstrom.
- dynamo Tesla, à deux systèmes d’enroulements (I, 1'), (2, 2'), discordés de 90°, et reliés respectivement aux conducteurs principaux A et B. En effet, à l’inverse de ce qui se passe avec les distributions ordinaires à trois fils, l’intensité du courant ne serait, dans le cas figure 16, jamais tout à fait nulle en C, même quand les résistances des circuits A et B seraient égales ; et ce fil C devrait pouvoir transmettre la totalité des courants de A et de B, de sorte que le système ne serait pas économique. On ne peut en effet réaliser avec des alternateurs discordés tous les avantages du système à trois fils que si la discordance des divers systèmes de courants de la dynamo est d’une
- période entière, ou de n étant le nombre des
- systèmes ou groupes d’enroulements distincts. Pour n — 3 ces enroulements doivent donc être discordés de 1200. Dans ce cas, à chaque instant y
- de la rotation de l’armature les intensités h, /2, tt, dans chacun de ces enroulements sont données par les formules
- /*! s= a sin y h = a sin (y -f ^
- »3 = a sin [y +
- leur somme algébrique est toujours nulle; chacun des courants est à chaque instant égal et de signe
- Fig. 16.
- contraire à la somme des deux autres, ce qui permet de les faire converger en un seul point comme en m (fig. 17).
- Les enroulements iu i2. h étant égaux et symétriquement disposés autour du point m, la diffé-
- Fig. 17. — Dobrowolsky (1891). Transmission par courants discordés à trois courants et quatre fils.
- rence des potentiels est la même entre deux quelconque des trois conducteurs A, B et C, et baisse de moitié en mu de sorte que l’on peut employer comme fil neutre un conducteur N, reliant mt à m. Chaque paire des conducteurs A, B, C constitue alors, avec N, un système particulier à trois fils, et l’ensemble du système constitue une combinaison de trois circuits alternatifs à trois lïls transmettant des courants discordants de 1200. On y dispose de deux tensions différentes et, de même aussi que dans les courants continus à trois fils, le conducteur neutre N ne transmet de courant que si les résistances A, B et C deviennent inégales.
- En outre, l’emploi du fil neutre permet de ré*
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- gulariser indépendamment l’un de l’autre les trois courants A, B et G; tel est le cas, par exemple, du circuit à trois fils A, B, C représenté par la figure 18, dont le fil B ne transmet pas de courant, puisqu’on a supprimé les lampes D2, tandis que les conducteurs A et C sont très inégalement chargés de lampes Dt et D3.
- L'emploi du fil neutre N permet de régulariser chacun des conducteurs A, B et C séparément, par exemple, au moyen d’inducteurs ou d’impédances Ri, R*, R3 qui permettent de faire varier indépendamment la différence de potentiel entre chacun des conducteurs et le fil neutre N, tandis qu'il serait impossible, sans ce fil neutre, de modifier
- Fig. 18. — Dobrowolsky. Distribution à circuits indépendants.
- l’état d’un des conducteurs sans changer aussitôt celui des deux autres.
- On péut d’ailleurs, comme l’indique la figure 19, grouper en un seul appareil les régulateurs des trois fils A, B et C. Les enroulements régulateurs Si, S2, S3, sont alors disposés sur les trois bras équidistants d’une roue en fer E, et reliés en m entre
- Fig. 19. — Dobrowolsky. Régulateurs indépendants.
- eux et au fil compensateur N. Les conducteurs A, B, C, sont reliés aux enroulements d’une façon invariable en a,betc seulement, et c’est en déplaçant leurs liaisons ou contacts mobiles x,y, ç que l’on peut régulariser chacun des conducteurs A, B et C isolément.
- Lorsqu’il faut transmettre l’électricité à une longue distance et avec une très haute tension, l’emploi des transformateurs devient tout indiqué/ comme en figure 20.
- Les trois longs conducteurs principaux de transmission a, b, c aboutissent aux secondaires S/, S2', S3' d’un transformateur dont les primaires S^Sg, S, reçoivent, aux contacts mobiles Pt, P2, P3, les courants de basses tensions fournis par les conduc-
- Fig. 21.— Dobrowolsky. Distribution par transformateurs.
- teurs A, B, C. Les extrémités ru r2, r3 des secondaires S',, S'2, S'3 aboutissent par les fils su s2, s3 au fil neutre n, en mu et d’autre part aux fils a, b et c, et les primaires S1( S2, S3 aboutissent semblablement en un point m et aux fils A, B et C.
- Dans la variante figure 21, le transformateur unique de la figure 20 est remplacé par trois transformateurs Tt, T2, T3, à contacts mobiles Pj, P2, Pg
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- sur les secondaires; ;leur fonctionnement est le même que celui du système précédent.
- En termes généraux, ce qui constitue la principale particularité de ce nouveau système de M. Dobrowolskÿ, c'est l’emploi d’alternateurs àn groupes. d’enroulements induits différemment, situés relativement aux pôles inducteurs, reliés
- ensemble en un seul point m, et, séparément, à n -f- 1 conducteurs, dont l’un, neutre ou compensateur, aboutit au point m, emploi combiné avec celui de dispositifs permettant de régulariser indépendamment les uns des autres les « circuits de distribution (*).
- Le principe de la transmission alternative de
- Fig. 20. — Dobrowolskÿ. Distribution par transformateurs.
- MM. Stanley et Kelly ne paraîtra pas sans doute absolument nouveau à ceux des lecteurs de ce journal familiarisés avec les beaux travaux de
- Itanley et Kelly (1S91).
- Fig. 22 et 23.
- M. Leblanc; ce principe consiste en effet à neutraliser les effets de l’auto-inducteur dans les alter-nomoteurs par l’emploi de condensateurs (1).
- (i) La Lumière Electrique du 5 septembre 1891, p. 479.
- Lorsque le moteur E dérivé (fig. 22) sur le circuit A A de l’alternateur G, est enroulé en série, le condensateur G est intercalé en série avec l’armature E et l’inducteur F du moteur, et sa capacité esttelle qu’elle en neutralise exactement l’auto-induction. Le démarrage est facilité par l’emploi d’un rhéo-
- Fig. 24. — Stanley et Kelly.
- stat R. 11 en est de même dans la variante figure 23, où le moteur est en série sur le circuit A, et dont la déviation S R est rompue après le démarrage.
- Lorsque le moteur est enroulé en dérivation, le condensateur C est intercalé (fig. 24) dans le circuit des inducteurs FF seulement, dont il neutralise l’auto-induction,ramenant les phases du courant à presque concorder dans les inducteurs et
- C) La Lumière Electrique du 22 août 1891, p. 378.
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- i dans l’armature E, dont l’auto-induction est relati-! vement faible.
- 1 On sait que la concordance des phases entre les Ialternateurs moteur et générateur d’une transmission est indispensable pour assurer un dé-jmarrage facile et surtout un bon rendement du moteur. Si l’on veut alors développer à la vitesse
- Fig. 28
- ; de concordance le même torque qu’au démar-| rage, il faut employer des moteurs de grandes 'dimensions; et d'autre part, si l’on devait, I marcher de temps en temps avantageusement à
- Fig. 29 et 30. — Alcock. Indicateur de phases.
- de faibles vitesses et avec un effort de rotation augmenté en conséquence, on ne pourrait développer l’effort considérable du démarrage qu’avec une charge moyenne. Le dispositif représenté par la figure 25, récemment proposé par la maison Siemens et Halshe, a précisément pour objet de faire varier inversement, et entre certaines limites, la vitesse et le torque de ces moteurs.
- Le;moyen le plus simple de faire varier la vitesse de l’alternomoteur consiste à en modifier le nombre des pôles actifs. On a représenté en A l’armature d’un alternomoteur du genre Tesla;
- l’anneau lamellaire R porte 12 bobines reliées à 24 contacts, et les courants moteurs arrivent, par les quatre conducteurs P, N, P', N' à deux rangées 1 et 11, de 24 touches chacune. Ces touches sont groupées de façon que l’on excite dans l’anneau R deux ou quatre pôles tournants suivant que l’on enfile les 24 contacts sur la rangée 1 ou sur la rangée 11. Avec deux pôles, l’armature tourne avec sa plus grande vitesse, son torque minimum, et développe sa puissance maxima; avec quatre pôles, la vitesse de concordance est diminuée de moitié, et le torque presque doublé. Avec un nombre de bobines, de contacts et de touches suffisant, on peut ainsi exciter dans l’anneau 8,10..., n pôles et
- réduire sa vitesse de concordance au - au -
- 42 n
- de celle correspondant à la marche avec deux pôles.
- L’appareil de M. U. Alcock, représenté par les figures 26 à 30, a pour objet la mise en circuit parallèle des alternomoteurs d’une distribution en indiquant leur concordance de phases avec la génératrice.
- Le fléau C de la balance électrostatique CED est relié en B2 à l’alternomoteur à intercaler dans le circuit et, par l’étrier à deux coupes de mercure Dj, D2, reliées respectivement, parDset D4, à l’autre pôle de ce moteur et au circuit principal. Le disque fixe E de la balance est, d’autre part, relié par B3 au circuit de l’alternomoteur. Pour intercaler le moteur contrôlé par la balance en parallèle dans le circuit principal, on l’amène à indi-diquer la même différence de potentiel que ce circuit, on le charge d’un frein correspondant à son travail réel, puis on relie l’un de ses pôles au circuit principal et l’autre à la balance. Si les phases sont concordantes entre E4 et E, ces disques constamment électrisés de même signe, se repoussent. La balance prend alors la position indiquée en pointillés, fermant aux coupes de mercure le circuit du moteur, tandis qu’elle l’ouvre si les phases ne concordent pas. Le degré de discordance est indiqué par l'aiguille
- Lorsqu’on n’a besoin que de cette indication, on peut employer l’appareil plus simple représenté par les figures 29 et 30, dans lequel le disque mobile de l’appareil précédent est remplacé par une palette E, mobile devant la palette fixe Ej, avec un pendule C, dont le bras Fj indique les discordances.
- Gustave Richard.
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- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ 009
- RECHERCHES RÉCENTES
- SUR LES
- RADIATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES O
- Vil. — Résumé et conclusions.
- I. Dans les idées qu’a d’abord émises M. Hertz, l’excitateur donnait naissance à une série de vibrations de même période, entretenues par l’étincelle; ces vibrations se propageaient dans l’air avec une vitesse finie, se réfléchissaient et il était possible de mesurer leur longueur d’onde en observant l’interférence de l’onde directe et de l’onde réfléchie. En calculant, au moins approximativement, la valeur de la période, d’après les dimensions de l’excitateur, on trouvait, par comparaison avec la longueur d’onde, que la vitesse de propagation était voisine de celle de la lumière. Un tel résultat excita parmi les savants la plus vive admiration et presque tous les travaux subséquents ont eu pour but de mettre en évidence de nouvelles analogies entre les vibrations électromagnétiques et les vibrations lumineuses.
- Les objections faites à cette manière de voir ont été nombreuses; la discussion théorique et expérimentale a prouvé qu’un certain nombre d’entre elles étaient fondées, et d’une façon générale l’ensemble des phénomènes est considéré actuellement comme moins simple qu’au premier abord; toutefois, l’hypothèse fondamentale de l’existence de vibrations se propageant avec une vitesse définie n’a pas été abandonnée par la grande majorité des savants et sert encore de base à l’explication des phénomènes.
- Je ne reviendrai pas sur les objections soulevées par MM. Hagenbach et Zehnder; qu’elles soient fondées ou non, il est certain que la théorie du vibrateur de Hertz, formé de deux parties n’ayant pas une forme géométrique simple et mises en communication par une étincelle, est extrêmement compliquée et que tout essai de calcul de la période vibratoire doit être, pour le moment, abandonnée. L’excitateur sphérique de M. Lodge possède, à ce point de vue, une supériorité marquée; il ne comprend qu’un seul conducteur, de forme extrêmement simple, et on peut en faire la théorie complète en écrivant les équations du
- (4) La Lumière Electrique du 12 septembre 1891, p. 518.
- champ électromagnétique dans tout l’espace et les conditions à la surface du conducteur; le seul point délicat sera donc de fixer ces conditions.
- Comparons les méthodes employées pour l’observation des vibrations et l’exploration du champ électromagnétique à celles qu’on emploie dans le cas des radiations à très courte période. Pour les radiations lumineuses, la vue nous permet d’observer directement la réflexion, la réfraction et, dans certains cas, par exemple dans l’expérience de Fresnel, des franges d’interférence.
- Pour mesurer l’énergie de ces vibrations, ou étudier les vibrations obscures, on utilise d’abord la photographie, puis l’absorption par un corps opaque qui transforme en énergie calorifique l’énergie de l’éther; la chaleur ainsi engendrée peut servir à élever la température d’un calorimètre (mesure de la chaleur solaire), à échauffer une des soudures d’une pile thermo-électrique, à faire varier la résistance électrique d’un fil conducteur.
- Enfin, Maxwell avait indiqué comme une des conséquences de sa théorie des actions mécaniques qui se produisent dans un champ électrique ou magnétique l’existence d’une pression qui s’exercerait sur un corps absorbant, normalement à la direction de propagation de la lumière et dont la valeur serait numériquement égale à l’énergie lumineuse contenue dans l’unité de volume. On sait que le radiomètre a été construit dans le but de mettre en évidence l’existence de ces pressions; d’ailleurs, la théorie généralement admise aujourd’hui pour expliquer le mouvement des ailettes est toute différente.
- Dans ses premières expériences, Hertz a employé, pour étudier les radiations, un appareil tout spécial qu’il a appelé résonateur et sur la description et l'usage duquel je n’ai pas à insister. Ce n’est que plus tard qu’on a commencé à utiliser la transformation en chaleur de l’énergie électromagnétique, transformation qui permettait d’exécuter des mesures; encore y a-t-il en général, entre ces expériences et celles dans lesquelles on mesure l’énergie lumineuse, unedifférence essentielle; on ne fait pas tomber les radiations directement sur une pile thermo-électrique, par exemple; on emploie encore le résonateur. Ainsi, M. Klemencic a réuni les deux extrémités en regard des conducteurs secondaires par deux fils fins soudés bout à bout et reliés eux-mêmes à un galvanomètre; MM. Rubens et Ritter plaçaient en
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- dérivation sur les bornes d’un micromètre à étincelles secondaire une des branches d’un pont de Wheatstone, et pour que le courant induit passât seulement dans cette branche et ne produisît pas dans les autres des dégagements de chaleur parasites qui auraient faussé les mesures, on constituait la branche par un losange de quatre fils égaux et on réunissait le résonateur aux deux sommets du losange qui ne formaient pas des sommets du pont principal.
- On a pu reconnaître, en lisant cet exposé, que les résultats fournis par l’emploi du bolomètre sont beaucoup plus précis et beaucoup plus concordants que ceux qu’ont donnés les autres méthodes; les différents travaux exécutés parM. Rubens, soit seul, soit en collaboration avec M. Ritter ou M. Arons, occupent certainement une place à part parmi les recherches déjà nombreuses que j’ai rappelées. D’ailleurs les auteurs qui ont continué à employer le résonateur de Hertz sous sa forme primitive n’ont pas dissimulé les imperfections de cet appareil, dont le grand avantage réside surtout dans la simplicité de sa construction et la facilité avec laquelle on le transporte.
- Certains auteurs ont essayé de faire agir directement les radiations sur des récepteurs convenables fonctionnant eux-mêmes comme résonateurs; par exemple, M. Grégory a placé dans le champ électromagnétique un fil fin qui devenait le siège decourants induits; ce fil se dilataitetsonaugmen-tation de longueur, exagérée à l’aide d’un ressort amplifiant, avait pour effet de dévier un rayon lumineux qui se réfléchissait sur un miroir. On n’a pas encore pu donner à cet appareil la sensibilité désirable.
- MM. Boys, Briscoe et Watson (') ont également mesuré l'énergie électromagnétique en la transformant en chaleur produite par des courants induits dans un fil; pour évaluer la quantité de chaleur, on place le fil à l’intérieur d’un cylindre de verre vertical divisé en deux parties par une cloison diamétrale qui s’étend depuis le haut jusqu’à 15 centimètres environ de la partie inférieure; en haut de cette cloison, à 12 centimètres environ de l’extrémité supérieure du tube, on a pratiqué un trou. Que le fil vienne à s’échauffer, xil transmettra de la chaleur à l’air environnant; il y aura un excès de pression de ce côté et il naîtra un courant d’air montant le long du fil, traver-
- (') La Lumière Electrique, t. XLI, p. 190.
- sant le trou supérieur de la cloison, redescendant de l’autre côté pour passer par l’ouverture inférieure.
- Si le trou est fermé par un opercule très léger mobile autour d’une charnière verticale, cet opercule sera soulevé légèrement et conservera une position constante tant que le courant d’air aura une vitesse invariable; l’angle d’écart pourra être mesuré par la déviation d’un courant lumineux réfléchi. Le tube principal est préservé du rayonnement calorifique extérieur par un tube de garde de plus grand diamètre, animé d’un mouvement de rotation assez lent; si ce tube vient à s’échauffer en un de ces points, il transmet réchauffement à toute la section horizontale correspondante de l’appareil intérieur. D’après les auteurs, la sensibilité de l’appareil est telle qu’elle permet d’apprécier sûrement un développement de chaleur de 0,000014 calorie par seconde.
- Une méthode qui ne présente d’analogie avec aucune de celles qu’on emploie pour la lumière repose sur l’observation des effets mécaniques, électrostatiques ou électrodynamiques que produisent les charges induites à la surface de conducteurs ou les courants qui se produisent dans leur intérieur; les auteurs précédemment cités l’ont employée également. Ces effets n’ont, bien entendu, rien de commun avec ceux que prévoit la théorie de Maxwell ; ils sont, au contraire, du même ordre que ceux qu’on observe dans les expériences de M. Elihu Thomson. Soient deux fils conducteurs placés à une petite distance l’un de l’autre dans le champ électromagnétique ; ils deviennent le siège de courants induits de même sens qui s’attirent; ces courants mettent en liberté, aux extrémités du fil, des quantités d’électricité qui ont même signe pour les extrémités voisines de chaque fil et qui, par suite, se repoussent; par une disposition convenable, par exemple en courbant l’un des fils et en le rendant mobile autour d’un axe qui le coupe et qui soit parallèle à la flèche de l’arc qu’il forme, on ajoutera l’action des forces électrostatiques et des forces électrodynamiques et on pourra observer une rotation du fil mobile. Si on se met à l’abri des variations lentes du champ produites par la bobine de Ruhmkorff de l’excitateur, en entourant l’appareil d’un linge fin mouillé d’eau acidulée, on n’observe aucune action; les auteurs attribuent ce résultat négatif, non à l’inexactitude de ia théorie, mais au défaut de sensibilité de la méthode.
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- La propagation des ondes, leur réflexion sur des miroirs métalliques, leur déviation par le passage à travers des réseaux de prismes ont été étudiées par Hertz; depuis on s’est occupé en outre de la réflexion sur les. corps isolants et de la réfraction à travers les lentilles.
- MM. Rubens et Rittcr ont étudié qualitativement l’action d’un réseau de fils conducteurs ; comme M. Kœnig l’a remarqué, cette action n’est pas analogue à celle qu’exerce sur la lumière les réseaux qu’on emploie en optique; ils laissent passer totalement la composante de la vibration électrique normale aux fils, comme le prouvent les expériences très concordantes des auteurs cités, et réfléchissent entièrement la composante parallèle à ces fils. Leur action absorbante est extrêmement faible; elle n’atteint pas plus de 0,03 d’après les nombres cités.
- Dans la réflexion à la surface d’un diélectrique, MM. Klemencic et Trouton, chacun de son côté, ont constaté l’existence d’un angle de polarisation; ce résultat a une importance considérable; il fournit une nouvelle preuve de ce fait que la vibration électrique doit être considérée comme perpendiculaire au plan de polarisation de la lumière rectiligne.
- L’étude de la réfraction à travers des lentilles cylindriques a mis en évidence la production d’une onde plane par le passage à travers la lentille d'une onde cylindrique de révolution autour de la ligne focale de la lentille et l’action inverse.
- Dans toutes ces expériences on ne produisait qu’une onde; dans d’autres, en particulier celles de M. Trouton sur la réflexion à la surface des miroirs métalliques de dimensions variables ou des miroirs isolants dont on fait varier l’épaisseur, on considère les interférences, et l’on cherche à mettre en évidence l’existence des nœuds et des ventres ou même celle d’une onde réfléchie à l’aide du résonateurde Hertz. La théorie du résonateur est entrée dans une voie toute nouvelle depuis les recherches de M. Poincaré et de M. Bjerknes (*); le principal résultat, de leurs travaux est qu’avec un résonateur qui ne vibre pas à l’unisson de l’excitateur, on n’observe pas en réalité les nœuds et les ventres qui seraient dus aux interférences des vibrations primaires; d’ailleurs il n’existe pas à proprement parler de nœuds
- (!) Wiedemann Amialeti, septembre 1891. —Comptes Ren- I dus, juin 1891. I
- et de ventres, non pas à cause de la divergence des ondes incidentes ou réfléchies ou de l’absorption due à la réflexion, mais à cause de la différence considérable entre les amplitudes de deux vibrations successives. Voici d’ailleurs le résumé des travaux de M. Bjerknes sur ce point important :
- La théorie de l’excitateur et du résonateur ne permet pas de déterminer la valeur du décrément logarithmique des oscillations ; on est donc obligé de s’adresser à l’expérience si on veut connaître ces quantités. L’auteur montre qu’on peut la déduire de la mesure de la force électromotrice moyenne entre les deux extrémités voisines de circuits secondaires de diverses longueurs ; il mesure cette force électromotrice au moj’en d’un électromètre; la figure 1 représente la disposition générale de l’expérience ; la figure 2 représente le détail
- Fig. 1 et 2.
- de l’électromètre; il ne comprend que deux quadrants isolés, qui constituent respectivement les extrémités du circuit secondaire; l’aiguille est isolée. Quand une force électromotrice agit dans le circuit, il se produit de l’électricité positive sur l’un des quadrants, de l’électricité négative sur l’autre ; ces masses agissent par influence sur l’aiguille, dont les deux parties se trouvent chargées en sens contraire ; on observe la déviation. Le calcul permet d’en déduire, en opérant avec des circuits de dimensions variables, le décrément logarithmique des oscillations de l’excitateur et du résonateur. On constate que le premier de ces nombres est élevé ; il atteint 0,26, ce qui donne pour le rapport des amplitudes de deux vibrations successives 0,77 ; après la vingtième oscillation le mouvement est presque complètement amorti ; le phénomène ne dure pas plus d’un millionième de seconde.
- Pour le résonateur on trouve, au contraire, que le décrément logarithmique est très faible; il ne dépasse pas 0,002. Ces valeurs ne peuvent être regardées comme très exactes ; d’ailleurs, le seul fait important c’est que l’amortissement desoscil-
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- lations du vibrateur est considérablement plus rapide que celui des oscillations du résonateur; en admettant cette hypothèse et en supposant en outre que le mouvement de l’électricité dans le résonateur est de la force d’un mouvement harmonique tel que celui du globe d’un pendule soumis à l’action d’une forme périodique, on arrive aux résultats suivants, dont l’importance est considérable :
- Dans la réflexion sur un mur il n’y aura pas de formation de nœuds ni de ventres proprement dits.
- Un raisonnement élémentaire montre qu’un résonateur placé dans le champ des ondes inter-férentes est soumis à l'action de forces oscillantes dont l’amplitude varie périodiquement avec la distance au miroir. Dans l’expression mathématique de l’amplitude des oscillations produites dans le résonateur apparaîtront deux longueurs fondes, la première correspondant aux ondes émises par l’excitateur, la seconde aux ondes auxquelles le résonateur fonctionnant comme excitateur donnerait naissance en même temps. Si les valeurs qu’on a données plus haut pour le décrément logarithmique sont approximativement exactes, le premier groupe de positions de maxima et de minima sera entièrement masqué par le second au bout d’une douzaine d’oscillations. Si l’étincelle dans le résonateur ne se produit pas avant que cet effet ne soit réalisé, les nœuds et internœuds découverts par le résonateur correspondront au second système et non au premier.
- 11 n’est pas inutile d’insister sur ce dernier résultat; il nous montre sous un jour tout nouveau l’action du résonateur. Depuis les expériences de MM. Sarrazin et de la Rive, plusieurs savants avaient admis que le vibrateur pouvait émettre un grand nombre de vibrations de période différente, comme le fait par exemple un corps porté à l’incandescence, ou simplement une vibration fondamentale et ses harmoniques ; le résonateur « choisissait » parmi ces vibrations celle à laquelle il répondait. Au contraire, d’après M. Byrknes, le résonateur n’exerce plus d’action sélective ; il a sa période propre, mais il est mis en vibration par l’excitateur; quelle que soit la longueur d’onde de la radiation émise, dès qu’il s’eàt mis à vibrer il continue, non pas parce qu’il est soumis, comme le résonateur acoustique, à une force extérieure de même période que sa vibration propre, mais, au contraire, parce que
- l’action extérieure s'effectue rapidement, tandis que l’amortissement de ses vibrations est très lent ; le caractère périodique et la valeur de la période des oscillations de l’excitateur ne joue plus aucun rôle.
- Les phénomènes de « résonance multiple » s’expliquent alors très simplement, sans qu’on soit obligé d’abandonner l'hypothèse d’une période unique pour les vibrations primaires. D’autre part on voit qu’il est nécessaire, si on veut mesurer par des expériences d’interférence la longueur d’onde des vibrations émises par l’excitateur, de prendre un résonateur ayant la même période ; dans ce cas la différence de phase en un point donné sera la même pour les deux vibrations ; on voit également pourquoi il peut exister des points où le résonateur ne donne aucune étincelle, bien qu’il n’existe pas de nœuds proprement dits pour les vibrations primaires.
- 2. J’arrive aux expériences relatives à la propagation des ondes le long des fils. Une des questions les plus importantes qui se présentent dans l’étude des radiations électromagnétiques est de savoir si la vitesse de propagation le long d’un fil est la même que la vitesse dans l’air libre. Hertz croit à l’égalité des deux vitesses, comme il l’a dit encore récemment ici même (!). D’autre part, M. Brillouin, comme je l'ai indiqué, a élevé des doutes au sujet de la légitimité des conditions aux limites que l’on prétend déduire de la théorie de Maxwell et d’après lesquelles la force électrique serait constamment normale à la surface des conducteurs; or, cette condition est absolument nécessaire à la démonstration de l’égalité des deux vitesses. En effet, pour étudier ce cas analytiquement, on admet que le phénomène est de révolution autour du fil considéré, on écrit les équations du champ électromagnétique dans cette hypothèse et on ajoute la condition que la force électrique qui est située partout dans le plan méridien est normale à l'axe de la révolution à la surface du fil; il en résulte immédiatement que cette force est dans tout l'espace normale à l’axe; on a alors les ondes planes de révolution transversale, qui se propagent avec la vitesse de la lumière. La figure 3 représente la distribution des forces dans cette hypothèse.
- Une question qu’on est amené immédiatement à se poser est la suivante : Dans quelle mesure
- (!) La Lumière Electrique, t. XLI, p. 251.
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- sont réalisées expérimentalement les conditions théoriques que je viens d’indiquer? Cette existence des forces électromotrices normales à la surface du conducteur dans l’espace et qui ont pour effet non pas de produire des courants à l’intérieur de ce conducteur ou même dans une couche superficielle, mais de faire apparaître des charges à la périphérie, est une notion dont on peut tout au moins dire qu’elle est absolument nouvelle. 11 faut remarquer en outre que ces charges ne sont pas dues à la décomposition du fluide neutre contenu dans le conducteur, mais qu’elles sont amenées par des courants venant de l’infini, courants qui emmènent en même temps en sens inverse des quantités d’électricité égales et de signes contraires. A la rigueur, en considérant le cas actuel comme un cas limite, on peut
- admettre que les courants se ferment à l’infini, mais il reste toujours le fait de lignes de force aboutissant au même conducteur dont elles sont parties.
- Comment les dispositions expérimentales ordinaires réalisent-elles ces conditions? Qu’on jette, par exemple, les yeux sur la figure i de la page 319. Dans le platéau A l’électricité se meut de A vers C et inversement; dans le plateau D, au contraire, son mouvement semble devoir être dirigé de D 'vers F et en sens inverse, l’électricité de signe contraire à celle de A étant appelée à chaque oscillation. Se produira-t-il bien autour du fil FH le champ électromagnétique de révolution dont on a admis l’existence? Puis, si ce champ tendait à ce produire autour d’un des fils, de quelle façon agirait le fil parallèle? Y aurait-il simplement une superposition des deux actions ou un effet analogue à l’induction mutuelle?
- On doit le reconnaître, la théorie des phénomènes qui se produisent réellement le long des fils conducteurs laisse encore à désirer; d’ailleurs cette existence d’une force électromotrice normale au fil est tellement contraire aux idées habituelles,
- qu’il semble que la plupart des auteurs n’aient pu s’y faire et, en général, en lisant leurs raisonnements, on sent qu’ils ont plus ou moins volontairement pensé à des courants se propageant parallèlement aux fils comme les courants alternatifs à longue période que nous connaissons.
- M. Bjerknes a étendu ses considérations aux interférences dans les fils; on peut faire le calcul en supposant un nombre de réflexions infini; on trouve que les amplitudes des vibrations secondaires varient périodiquement en fonction de la distance aux extrémités du fil. On a deux systèmes de minima et de maxima, et celui qui correspond aux vibrations secondaires l’emporte comme dans le cas de la propagation dans l’espace libre. Lorsque le fil est très long, il suffit de considérer une seule réflexion, et on a les mêmes phénomènes que dans l’air.
- MM. Sarrazin et de la Rive ont étudié la résonance multiple dans les fils; ils ont constaté qu'elle se produisait plus facilement que dans l’air, M. Bjerknes attribue ce fait à l’absorption d’une partie de l’énergie par le fil et à une augmentation correspondante d’amortissement de la vibration primaire.
- Hertz avait déduit de ses expériences d’interférence l’inégalité des vitesses de propagation dans l’air et dans les fils; il attribue d’ailleurs ce résultat à des influences locales. 11 est certain, comme l’ont montré de nombreux exemples, que les parois de la salle dans laquelle on opère exercent une action perturbatrice. C’est M. Lecher qui a annoncé le premier, comme résultat expérimental, l’égalité des deux vitesses; on trouvera une analyse de son mémoire dans le n° 2 de La Lumière Electrique de cette année. Produisant des vibrations dans des fils parallèles, il observait les nœuds à l’aide d’un tube de Geissler et modifiait à volonté la période vibratoire en introduisant des capacités aux extrémités des fils; il mesurait ainsi la longueur d’onde directement et déduisait la période de la formule de sir W. Thomson appliquée au condensateur. On a vu, dans le courant de cet article, que des critiques sérieuses lui avaient été adressées par MM. Cohn et Heerwagen, et que son résultat fondamental avait été attribué à un choix fortuit des dimensions de l’appareil-.
- Je signalerai ce travail comme un cas où l’auteur semble avoir absolument perdu de vue l’hypothèse de la transversalité de la force électrique, comme il est facile de s’en rendre compte en par-
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- ticulier en remarquant qu'il calcule un « coefficient de self-induction» du condensateur en partant de la formule de Neumann.
- Depuis ces recherches, MM. Sarrazin et de la Rive ont publié dans les Comptes rendus une note contenant comme résultat fondamental l’égalité des longueurs d’onde mesurées avec un même résonateur, de dimensions variables, respectivement dans l’air et le long d’un fil.
- Hertz (’) a étudié les vibrations propagées par les fils en partant de l’observation des actions mécaniques auxquels sont soumis des corps d'épreuve de forme convenable; dans un cas on observe l’action de la force électrique sur les charges produites par induction à la surface d’un conducteur; dans l’autre les actions électrodynamiques qui s’exercent entre les courants primaires et les courants secondaires induits dans un anneau traversé par le flux de force magnétique.
- Différents auteurs ont étudié l’influence du milieu qui entoure le fil sur la vitesse de propagation des ondes; il est à remarquer que tous leurs résultats concordent sensiblement et qu’ils trouvent que le rapport des vitesses de propagation est égal à l’inverse de celui des racines carrées des pouvoirs inducteurs spécifiques. M. J.-J. Thomson a, je crois, énoncé le premier ce résultat ((i) 2); M. Waitz l’a retrouvé, chose curieuse, sans croire qu’il avait une grande importance théorique, parce qu’il admettait que la vitesse de propagation le long d’un fil dans l'air n’était pas égale à celle de la lumière. C’est certainement sur ce point que l’accord entre la théorie et l’expérience est le plus satisfaisant.
- C. Raveau.
- Addendum. — Je dois signaler quelques recherches toutes récentes dont les résultats ont été communiqués à la section A de l’Association britannique pendant la dernière session :
- M. Larmor a étudié au point de vue théorique le vibrateur de Hertz et l’influence de la nature et l’état d’une surface sur la réflexion ; cette influence est très différente suivant la grandeur de la longueur d’onde.
- M. jones a intercalé des couples thermo-élec-
- (i) JViedemann's Annalen, t. XL!I, 1891 ; La Lumière Electrique, t. XXXIX, p. 624.
- C) La Lumière Electrique, vol. XXXVII, p. 432.
- triques dans les fils mêmes qui guident la décharge; on ne devrait pas obtenir de courant quand la soudure est à un nœud; on observe simplement des minima d’intensité. On a observé avec étonnement que quand les plaques réceptrices sont placées tout près du vibrateur il ne se produit pour ainsi dire plus d’ondes, l’énergie du vibrateur semblant être consommée par le récepteur.
- M. Tborp a étudié l’influence du diamètre des fils; la longueur d’onde est plus grande le long d’un tuyau de gaz en laiton d’environ un pouce de diamètre que le long d’un fil de cuivre de moins d’un dixième de millimètre. La théorie élémentaire indiquait qu’elle doit être un tout petit peu moins longue dans le cas des fils de gros diamètre.
- Enfin, au congrès international de Francfort, M. Coller a annoncé qu’il avait repris les expériences deM. Lecher; mais il n’isole plus les fils : en mettant au sol les extrémités des fils éloignées du vibrateur, on obtient encore des nœuds et des ventres. Quand on place sur le fil une lame métallique, normalement à sa direction, les ondes ne se propagent pas successivement le long des deux surfaces de la lame, car, en remplaçant la lame par un fil qui aurait même longueur que le chemin suivi dans cette hypothèse, on déplace les nœuds et les ventres.
- C. R.
- QUESTION DE DROIT
- J’ai sous les yeux une opinion formulée au Ministère de l’intérieur relativement à un procès pendant entre la ville de Montluçon et la Compagnie du gaz, ou plutôt entre une Compagnie d'électricité de Montluçon et cette Compagnie du gaz.
- Le cas actuel n’est d’ailleursque la reproduction d’autres litiges tout à fait analogues, déjà jugés ou encore pendants; il me paraît appelé à se représenter souvent, et à ce titre il vaut qu’on s’en occupe. Je n’ai, pour l’exposer, qu’à reproduire les termes de l’avis du Ministère de l’intérieur, qui l’explique fort clairement.
- « Par un traité du ior avril 1865, la ville de Montluçon a concédé pour une durée de trente
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- ans aux sieurs Soulier et Cie le privilège exclusif de placer dans les rues et terrains dépendant de la voirie urbaine des tuyaux destinés à la conduite du gaz nécessaire pour l’éclairage public et pour l’éclairage particulier dont ils demeuraient chargés.
- (Je fais une réserve sur cette phrase : les sieurs Soulier et Cie sont bien chargés de l’éclairage public, mais non de l'éclairage particulier; personne n’a charge de ce dernier éclairage et il ne peut être concédé à personne; ils sont seulement concessionnaires exclusifs des moyens nécessaires pour fournir à l’aide du gaz cet éclairage à qui le leur demandera).
- « En 1888, une société d’éclairage électrique sollicita et obtint du maire de Montluçon l’autorisation de placer dans les rues et dépendances de la voirie urbaine des fils destinés à distribuer la lumière électrique aux particuliers ».
- La Compagnie de gaz se considère comme lésée et attaque la ville; celle-ci appelle en garantie la société électrique, qui avait évidemment pris l’engagement de couvrir la municipalité en cas de procès.
- Par un arrêté du 22 avril 1890, le conseil de préfecture a interprété le traité du Ie1' avril 1865 en ce sens que la Compagnie de gaz a le droit exclusif de placer dans les rues et places ne dépendant pas des voies nationales et départementales des tuyaux et tous appareils servant à la fourniture et à la distribution de l’éclairage en général, arrêt naturellement frappé d’appel par la société électrique.
- M. le conseiller d’État chargé de donner l’avis du Ministère de l’intérieur estime que l'opinion du conseil de préfecture n’est que l'application des principes admis aujourd’hui par la jurisprudence, et il l’adopte.
- Que cette opinion soit admise par la jurisprudence, cela est exact jusqu’à un certain point; mais qu’elle soit juste, c’est autre chose, et il faut examiner les motifs que donne M. le conseiller d’État pour la soutenir.
- Je viens immédiatement à un point qu’il cite en dernier et sur lequel il passe rapidement : « Le traité de 1865, dit-on encore, ne concède que l’éclairage au gaz et laisse en dehors de ses stipulations tout ce qui peut concerner le nouveau mode d'éclairage. Je ne m’arrêterai pas à discuter cette interprétation, qui d’ailleurs peut paraître contestable. 11 me suffira de rappeler que la ville de
- Montluçon elle-même l’a contredite en déclarant par l’organe de son maire que le traité qui la lie à la Compagnie de gaz lui défend de favoriser l’établissement de toute autre société d'éclairage.»
- La question vaut pourtant bien qu’on s’y arrête, et c’est à mon avis le véritable point du procès, ou du moins c’est le seul qui me paraisse réellement d’un intérêt général et supérieur.
- D'abord, y a-t-il dans le traité de 1865 une clause explicite par laquelle la ville de Montluçon, en concédant ses rues pour l’éclairage au gaz, renonce en même temps, pendant la durée du contrat, à donner accès sur ces voies à aucun autre mode d’éclairage, connu ou à inventer, quelle que soit sa façon de produire la lumière? Je n’ai pas sous les yeux les pièces du procès. Si cette clause existe, il n’y a aucun doute, la question est jugée; la société électrique n’a qu’à passer condamnation; mais alors, le maire a eu bien tort de don-ner.une autorisation qu’il savait ne pouvoir conduire qu’à un procès perdu d’avance et sa conduite paraît bien invraisemblable.
- Je ne puis croire qu’il en soit ainsi; il y a lieu, au contraire, d’admettre que la clause n’existe pas ou au moins qu’elle manque de précision, sans quoi on n’eût évidemment par accordé l’autorisation à la société électrique. On fait remarquer que cette autorisation a été retirée joui, plus tard, après que le conseil de préfecture a eu donné raison à la société de gaz; la municipalité s’est tout simplement mise du côté du plus fort. Ce n'est pas très brave, mais c’est naturel; seulement son opinion n’a qu'une valeur extrêmement amoindrie; il se peut que cette détermination modifie les conditions du procès, qui paraît assez embrouillé comme position, mais elle n’a' pas d’importance pour la solution du point à discuter.
- L’hypothèse dans laquelle je me place est celle-ci; il existe entre une commune et un concessionnaire un traité donnant à celui-ci la disposition exclusive des voies publiques pour l’éclairage au gaz; ce traité ne contient pas de clause formelle par laquelle la commune ait déclaré s’interdire l’emploi d’autres modes d’éclairage, ou au moins ces clauses sont très douteuses et ne peuvent fournir de conclusion que par voie d’interprétation. Je demande dans quel sens doit pencher l’interprétation, et je crois être dans le vrai en disant qu’elle doit se faiiedanslesensle plusétroit, et n’accorder au privilégié que ce qui est nettement stipulé dans son traité, sans qu’il soit permis
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- de l’étendre au-delà de ce qui est formellement écrit.
- Le conseil de préfecture a décidé autrement. Le rapport nous dit qu’il a interprété dans le sens de la concession exclusive de toute distribution d’éclairage en général ; le rapport que j’ai sous les yeux adopte son avis, et appuie son opinion sur des motifs ayant un caractère de généralité qui donne à penser qu’il ne s’agit pas d’une solution spéciale résultant des circonstances du procès, mais bien d’une opinion s’appliquant à l'ensemble des cas analogues ; c’est mêmejlà ce qui donne à ce document une certaine importance pour l’industrie électrique et m’a conduit à le discuter.
- Une objection vient à l’esprit immédiatement; la commune a bien pu concéder l’usage exclusif de ses voies pour l’éclairage au gaz, et de plus prendre pour elle-même l’engagement de s’adresser seulement à ce fournisseur pour son éclairage public ; mais elle n’a pu stipuler pour les particuliers; ceux-ci restent libres de se pourvoir individuellement comme il leur convient. Dès lors, si un nouveau mode d’éclairage se produit, comment pourrait-il être interdit à la commune de le leur procurer, dans l’hypothèse, bien entendu, où nous sommes placés?
- Le rapport répond : « 11 est bien certain que le concessionnaire ne s’engagerait pas à fournir la lumière nécessaire à l’éclairage de la voie et des établissements publics à des conditions qui sont souvent peu rénumératrices s’il ne comptait trouver un bénéfice dans la fourniture de l’éclairage aux particuliers; l’un est la condition de l’autre. Dès lors, en privant volontairement et de sa propre initiative le concessionnaire de ce bénéfice légitimement attendu, la commune viole ses engagements. »
- Quels sont ces engagements? Dans le cas admis, la commune s’est engagée pour le gaz; il est au moins douteux qu’elle ait prévu un autre mode de distribution lumineuse ; dès lors le concessionnaire n’avait à compter légitimement sur un bénéfice assuré qu’autant que l'état de l’industrie générale le permettrait; on lui a garanti le gaz, et non la lumière; une pareille garantie ne pourrait résulter que d'une clause formelle; elle ne se présume pas; il doit, comme tout le monde, supporter l’effet des inventions nouvelles, qui ne pouvaient même pas être supposées à l’époque où le traité a été conclu.
- De même le rapport dit ailleurs : « Si la com-
- mune permet à un particulier, à une société dont l’industrie consiste à fournir l’eau ou l’éclairage, moyennant des redevances, d’utiliser les rues qui font partie de son domaine dans un but de spéculation, alors qu’un traité en concède l’usage exclusif à un précédent concessionnaire chargé d'un service analogue, ce fait constitue une atteinte portée à un droit. »
- 11 y a confusion; l’éclairage au gaz et l’éclairage à l’électricité rendent le même service, mais par des moyens différents; on est donc toujours ramené à la même question. Qu’est-ce que la commune a concédé. Un procédé spécial, ou le service en général? Dans le traité il est nettement question du procédé; l’autre question est au moins douteuse et ne peut être résolue que par interprétation ; dès lors il faut interpréter dans le sens de l’utilité générale.
- Cela est à mon avis tellement clair que je me demande même s’il n’y a pas erreur de ma part, si les arguments produits dans le rapport du Ministère de l’intérieur ne sont pas seulement question d’espèce, et s'ils ne s'appliquent pas exclusivement à un point de droit relatif à la disposition du domaine public que le rapport traite spécialement et sur lequel il me paraît avoir entièrement raison. Je désirerais qu’il en fût ainsi; mais il paraît bien qu’il y a là, ainsi que je l’ai dit, une opinion de principe et la solution des questions de ce genre intéresse assez l'industrie électrique pour qu’il fût utile d’appeler l’attention sur ce point et sur cette tendance.
- Frank Géraldy.
- la SESSION
- DE
- L’ASSOCIATION BRITANNIQUE
- A CARDIFF (*)
- Pour compléter ce que nous avons dit relativement à la pile étalon Clark, nous indiquerons d’après la notice annexée au rapport du Board of Trade les précautions qu’il faut prendre pour obtenir à l’aide de cet élément la plus grande approximation possible.
- (!) La Lumière Electrique du 19 septembre 1891 j p. 551.
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- Le mercure doit d’abord être purifié d’après les méthodes chimiques ordinaires, puis distillé dans le vide.
- Pour le zinc, il faut prendre une petite barre de métal pur à laquelle on à soudé un fil de cuivre et la nettoyer avec du papier de verre, en ayant soin ( d’enlever les particules de métal qui pourraient rester adhérentes. Avant de monter l'élément il faut plonger le zinc dans l’eau faiblement acidulée d’acide sulfurique, laver à l’eau distillée et sécher avec du papier à filtre. (On voit que dans cette notice il n’est pas question d’amalgamer le zinc, comme le recommande M. Swinburne.)
- Pour préparer la solution de sulfate de zinc, on prend deux parties en poids de cristaux purs du commerce, et on les fait recristalliser. On les dissout dans une partie d’eau en y ajoutant un peu de carbonate de zinc; on chauffe vers 300 C. et on filtre à chaud.
- 11 reste à préparer la pâte de sulfate de mercure. A cet effet on prend du sulfate mercureux pur du commerce qu’on lave à plusieurs reprises, et après avoir enlevé autant que possible l’eau on le mélange avec la solution de sulfate de zinc, une certaine quantité de cristaux de sulfate de zinc et un peu de mercure. En agitant on obtient ainsi une pâte de consistance de crème; on chauffe pendant une heure à 30° C. en agitant, et on laisse refroidir. On doit apercevoir des cristaux de sulfate de zinc à travers la masse; autrement il .faut en ajouter de nouveaux.
- On monte la pile dans un tube d’essai de 2 centimètres de diamètre et de 6 à 7 centimètres de profondeur. On verse environ 1,5 cm. de mercure, on ferme à l’aide d’un bouchon de liège à travers lequel passe d’un côté la tige de zinc et du côté opposé un tube de verre dans lequel on a soudé un fil de platine dont l’extrémité plonge dans le mercure. On chauffe ce fil au rouge, et en l’introduisant dans le mercure on prend soin d’y faire plonger complètement le platine, puis on introduit la pâte jusqu’à une hauteur d’au moins 2 centimètres au-dessus du mercure. On met le bouchon, et après un repos de 24 heures l’élément est prêt à servir; on finit de le fermera l’aide d’un peu de glu marine.
- TÉLÉPHONIE
- Le téléphone a donné lieu à des communications et des discussions fort importantes; nous
- citerons en premier lieu le rapport cfe M. Preece sur la ligne téléphonique Paris Londres.
- Après avoir indiqué les constantes de cette ligne, M. Preece fait remarquer que la valeur du produit de la résistance R = 692 ohms par la capacité C — 10,62 microfarads étant CR = 7359, la transmission de la parole doit être très nette (’), qu’elle est même plus nette qu’on n’aurait pu l’espérer et qu’on parle presque plus clairement de Londres à Paris, qu’on ne le fait d’un bureau de Londres à un autre; cela tient à ce que dans cette longue ligne on a évité avec soin tous les effets d’induction, ce qui n’a pas lieu pour les lignes urbaines de Londres. D’autres causes dont nous parlerons dans la suite contribuent à la netteté de la perception. On a même pu parler, comme on le sait, de Londres à Bruxelles, et même, mais difficilement, de Londres à Marseille.
- Ce qui est surtout intéressant dans la communication de M. Preece, c’est la considération sur laquelle il s’appuie pour montrer l’influence du produit CR. Il est à remarquer que jusqu’ici on ne possède pas d’autre appareil pour apprécier la valeur d’un téléphone ou d’une ligne téléphonique que l’oreille; il est donc très précieux de posséder un moyen physique qui puisse dans une certaine mesure suppléer l’oreille pour l’appréciation de la netteté d’audition, car cette netteté est influencée par beaucoup de causes indépendantes de la volonté des personnes qui font l’expérience.
- Dans la télégraphie rapide on emploie au plus 130 émissions de courant par seconde; chaque courant doit atteindre sa valeur normale dans un
- temps qui n’excède pas de seconde; dans la
- téléphonie ces courants se succèdent beaucoup plus rapidement; il en faut e'nviron 1500 et le temps pendant lequel le courant, atteint sa valeur maxirna ne doit pas excéder —— de seconde.
- 3000
- 11 faut donc que la constante du temps ne soit pas inférieure à 0,0003 seconde.
- Cette constante n’est pas une fonction de la résistance seule R du circuit ; elle dépend de l’inertie électromagnétique de self-induction L et
- (<) On se rappelle que M. Preece a établi l’échelle suivante:
- C R = 15 000 transmissions impossible.
- 10 000 — possible.
- 7500 — bonne, .
- 5 000 — excellente.
- 2 500 — parfaite.
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- elle est influencée par la capacité C. La constante
- qui dépend de la self-induction est celle qui
- dépend de la capacité est CR : le retard total introduit dans l’établissement du courant, retard dont dépend la netteté de la parole est donc
- k’ + CR-‘
- OU
- L + C R! = R /.
- En télégraphie on ne peut pas éliminer L, mais on peut en contrarier l’effet, et si on peut faire Rt — o, on aura
- L = -CR!;
- c’est ce qui constitue le principe du condensateur shunté, principe dont l’application a eu, d'après M. Preece, une influence si heureuse sur la télégraphie en Angleterre.
- Cette influence de la capacité dont on a fait dernièrement des applications si importantes pour l’emploi du courant alternatif et qui permet de neutraliser l’effet de la self-induction, peut se prévoir en considérant les lois d’établissement d’un courant dans un circuit à self-induction et dans un circuit contenant un condensateur. Dans le premier cas, le courant s’établit graduellement; dans le second, au contraire, l’intensité est très considérable au début et on conçoit qu’en combinant convenablement ces deux effets, on peut s’arranger à ce que la capacité neutralise l’effet de la self-induction. Il y a d’ailleurs fort longtemps que M. Fizeau a introduit l’usage du condensateur pour accélérer l’établissement du courant dans la bobine de Ruhmkorff.
- Si dans l’équation établie précédemment on a L = o, ce qu’on réalise en fait en téléphonie on a CR = f. Cette équation qui fournit la loi du retard dans la transmission et qui a jadis reçu de M. Maddsen le nom d'équation téléphonique, a servi de base aux calculs de M. Preece pour l’établissement de la ligne Paris-Londres.
- Pour éliminer l’inertie électromagnétque, c’est-à-dire pour annuler L, on prend deux fils de cuivre d’assez fort diamètre, qu’on fait tourner symétriquement l’un autour de l’autre. En Angle-efre les deux fils font un tour complet tous les quatre poteaux, le croisement ayant lieu entre ceux-ci, en France le croisement a lieu tous les
- six poteaux, sur les poteaux mêmes ; d’après M. Preece le premier système serait plus efficace, étant plus symétrique.
- Le coefficient de self-induction d’un système de deux fils parallèles est évalué à l’aide de la formule :
- L = X (y. + |i.) ^ P-
- Dans cette expression X est un facteur dépendant de la distance et du diamètre des deux fils. On a
- , . d*
- a étant le diamètre des fils,
- d leur distance,
- p est le nombre de lignes de forces qui traversent le circuit et qui proviennent du courant lui-même, dC
- — la rapidité avec laquelle l’intensité du courant varie,
- jx et [/.„ la capacité spécifique magnétique du conducteur et de l’air.
- D’après la formule précédente on voit que L est d’autanl plus petit que a est plus grand et d plus petit; c’est-à-dire qu’il faut rapprocher les fils autant que possible et leur donner un grand diamètre.
- Quant à \j. et [i0, M. Preece dit qu’on a l'habitude de les supposer égaux à l’unité, mais qu’il n’en est certainement pas ainsi ; ce coefficient doit être beaucoup plus petit que l’unité dans une substance quelconque, sauf pour les corps magnétiques, et que pour le cuivre on pourrait le négliger complètement. Pour l’air, la valeur de ce coefficient n’intervient pas, puisque les fils forment spirale l’un autour de l’autre. La valeur de p est positive pour deux conducteurs parallèles parcourus par des courants de même direction, et négative lorsque le circuit forme boucle; dans un circuit téléphonique on peut négliger ce facteur. M. Preece dit qu’il ne lui a pas été possible de mettre en évidence aucune inertie électromagnétique dans des fils de cuivre simples, tandis que pour des fils de fer on a environ 0,003 quadrant par kilomètre.
- Dans des circuits métalliques courts, d’une centaine de kilomètres, cette quantité négative n’intervient pas, mais dans le circuit Paris-Londres l'action mutuelle des courants opposés in-
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- tervient favorablement. Le câble introduit une grande capacité au milieu du circuit. On obtient comme résultat dans chaque branche du circuit, entre le transmetteur à Londres, par exemple, et le câble à Douvres, au commencement de l’opération des extra-courants qui vont en sens inverse, agissent les uns sur les autres et préparent la voie aux courants transportant la parole.
- On peut constater l’existence de ces courants par l’expérience suivante : en coupant la communication entre le câble et la ligne à Calais et en insérant en série des téléphones à Douvres, on peut parler aussi distinctement entre Londres et Douvres que si les fils étaient reliés ensemble ou si le circuit traversait Paris. L’effet est le même que si la capacité de la ligne aérienne était réduite d’une quantité M. Le retard devient alors
- R(C — M) = t.
- Ceci explique pourquoi le téléphone Paris-Londres fonctionne mieux qu’on n’aurait pu le prévoir et confirme la manière de voir de M. Vaschy qui avait prévu ce fait dans l’étude qu’il a publié avant l’établissement de la ligne.
- La quantité M est probablement équivalente à 0,003 microfarad par kilomètre et la valeur de C est par conséquent réduite à 0,005 au beu d’être 0,01 microfarad par kilomètre. Le produit CR n’est probablement en réalité que 5 000 au lieu de 7359 comme on l’a dit plus haut; c’est cette réduction de CR, provenant de l’induction mutuelle qui permet de transmettre la parole jusqu’à Bruxelles et même jusqu’à Marseille.
- La possibilité d’emploi des téléphones dans les grandes villes dépend principalement des câbles souterrains; ces câbles doivent avoir une faible résistance et une faible capacité; ils doivent être doubles et être enroulés en spirale. M. Preece constate que les câbles fabriqués à Paris par MM. Fortin-Hermann ont une capacité excessivement faible, 0,043 rnicrofarad par kilomètre. Aux Etats-Unis on emploie des câbles dont la capacité est de 0,05 ; ceux de Londres ont 1,1 et ceux couverts de gutta 2 microfarads par kilomètre.
- M. Preece ajoute les détails suivants sur le fonctionnement du téléphone Paris-Londres, dont le tarif est de 10 francs par trois minutes de conversation effective. Le nombre des conversations est en moyenne, excepté le dimanche, de 86 par jour; le maximum a été de 108. La moyenne pour
- la partie la plus chargée de la journée est de 15 par heure; on a même été jusqu’à 19. Comme exemple de ce qu’on peut faire à l’aide du téléphone, M. Preece rapporte le fait qu’on a transmis, en employant la sténographie, 450 mots en trois minutes; ce qui fait, au tarif précité, 5 mots pour dix centimes.
- En dehors du mémoire de M. Preece que nous venons d'analyser assez longuement, le téléphone a fait l’objet d’une communication très remarquable de la part deM. Bennett. Ce sujet tout à fait d’actualité mérite d’autant plus de fixer l’attention que la communication de l’auteur suscité à une polémique assez vive dans la presse anglaise.
- La téléphonie est entrée maintenant depuis assez longtemps dans la pratique pour qu’il paraisse rationnel dejeter un coup d’œil d’ensemble sur ce qui a été fait et sur ce que l’expérience acquise pendant bientôt quinze ans permettrait de réaliser actuellement si l’on avait à procéder à de nouvelles installations.
- Tei est ce sujet qui a été traité sous une forme un peu différente par M. Bennett.
- L’auteur avait pris pour titre de son sujet : « La téléphonie dans les grandes villes ». 11 commence par constater que jusqu’ici on ne s’est pas occupé de savoir comment on pourra satisfaire à l’augmentation de trafic qui d’ici quelques années ne manquera pas de se faire dans toutes les grandes villes. D’après lui, on n’a guère réalisé jusqu’ici qu’une partie infime de ce que sera la téléphonie plus tard, lorsque presque tout le monde se servira de cette merveilleuse invention.
- M. Bennett commence par dire que s’il y avait à Londres proportionnellement autant d’abonnés au téléphone que dans certaines petites villes d’Ecosse, la capitale posséderait dès à présent 28000 abonnés, chiffre correspondant à un abonné par 200 habitants; si l’on prévoit dans un temps donné comme cela paraît assez légitime, un abonné sur 50 habitants, ce chiffre se trouverait porté à 112 000 abonnés pour une population de 5 600 000 habitants, nombre correspondant à la population de Londres et des faubourgs. D’après lui, et ceci est évident, l’augmentation du nombre d’abonnés est uniquement une question de prix de l'abonnement; car si ce prix est élevé, il y a peu de personnes pour lesquelles l’emploi du téléphone soit rémunérateur; si la dépense est au contraire très modérée elle passera pour ainsi dire inaperçue dans les frais généraux de chaque corn-
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- merçant, et même beaucoup de ménages pourront se payer cet auxiliaire indispensable de nos relations modernes. Comme exemple de l’extension que prend depuis quelque temps le téléphone, on peut citer Manchester, où l’on vient de construire un groupe de bâtiments devant servir de bureaux et dans lesquels l’architecte à installé des fils nécessaires au service des téléphones. Les locataires trouvent chez eux le téléphone sans frais supplémentaires, le prix d’abonnement étant compris dans celui de la location, ce qui est possible par suite du faible prix d’abonnement dans cette ville.
- M.. Bennett se demande devant cet état de choses si l’on est actuellement à même de satisfaire à une augmentation aussi considérable des communications téléphoniques, et si oui, comment on s’y prendra. II répond de suite affirmativement et il s’engage à montrer de quelle manière on peut y arriver.
- Le système préconisé par M. Bennett est le système « Mann », dans lequel l’auteur a introduit certains perfectionnements.
- Disons d’abord en quoi ce système diffère des autres. Pour téléphoner dans le système ordinaire on commence par appeler le bureau central, qui établit la communication avec l’abonné désigné. Or, pour établir cette communication, il faut, d'après M. Bennett, dans ce qu’il appelle le système américain, c’est-à-dire le système employé habituellement, que le préposé du bureau central fasse les opérations suivantes :
- i° En voyant apparaître le signal, tourner la clef du commutateur;
- 2° Mettre la fiche sur la ligne de l’abonné et demander ce qu’il désire;
- 3° Essayer la ligne de la personne appelée et si cette ligne est libre,
- 4° Insérer la fiche ;
- 5° Faire manœuvrer la clef pour sonner l’abonné appelé ;
- 6° Mettre en place la clef du commutateur ;
- 7° Remettre en place le signal tombé ;
- '8° En recevant le signal de fin de conversation, enlever les fiches ;
- 9° Remettre en place la fiche de la sonnerie ;
- Cela fait en tout neuf opérations, qui sont nécessitées d’une part parce que l’abonné ne peut
- communiquer avec l’employé qu'après l’avoir sonné, et d’autre part parce que c’est la même ligne qui sert de communication aux abonnés entre eux et entre les abonnés et les employés du bureau central. De plus, les divers appareils nécessités pour ces appels et qu’on doit insérer sur la ligne peuvent nuire jusqu’à un certain degré à la netteté de la perception de la parole; on a bien la ressource de mettre ces appareils en court circuit, mais ceci complique l’agencement général et nécessite de la part de l’abonné une certaine pratique qu’on ne peut pas toujours lui demander.
- Dans le système « Mann » on se sert d’un fil séparé pour les communications de l’abonné avec l’employé : on évite ainsi de grandes complications. Un seul fil peut servir à un groupe d’une cinquantaine d’abonnés. Voici comment ce système fonctionne.
- Les fils de communication entre abonnés sont doubles, c'est-à-dire forment un circuit métallique complet, comme cela est réalisé par exemple pour le réseau de Paris ; mais pour les communications de l’abonné avec le bureau on se sert de la terre comme retour et d’un fil spécial inséré au centre d’un noyau de câbles comprenant une cinquantaine de circuits métalliques ; ce fil agit par induction et établit une communication suffisante.
- On voit de suite l’avantage de ce système. Le fil allant au bureau central ne fait pas partie du circuit des abonnés; lorsque les abonnés communiquent entre eux, leurs fils forment un circuit complet et il est impossible aux employés du bureau de surprendre la communication. De plus, l’ordre des opérations est considérablement simplifié dans ce système. Pendant les heures de la journée où le service est très actif, les employés ont de petits téléphones attachés en permanence à leurs oreilles ; il suffit à l’abonné de presser sur la clef qui met sa ligne à la terre pour établir ainsi la communication avec l’employé du bureau central; il n’a qu'à énoncer le numéro de son téléphone et à dire avec qui il veut être mis en communication ; l’employé vérifie si cette ligne est libre et y met la fiche correspondante.'Tout ceci demande au plus quelques secondes. C’est l’appelant lui-même qui sonne l’abonné avec lequel il veut converser.
- En somme il suffit à l’appelant pour demander la communication d’abaisser sa clef, de prononcer les mots « 28 à 240 », par exemple, le premier étant son numéro d’ordre et le second celui de
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- l’abonné appelé, de relever la clef et d’entrer en conversation. Pour l’employé, il lui suffit de placer la fiche correspondant aux abonnés, et tout est dit. On voit d’ici combien ce système est simple et efficace.
- On pourrait dans ce système remplacer avantageusement, croyons-nous, les numéros des abonnés par des lettres. En employant trois lettres on a à sa disposition environ 2500 combinaisons au lieu de 1000 correspondant à trois chiffres, on a de plus l’avantage, considérable en téléphonie, que pour nommer 3 lettres il suffit de 3 sons ou syllabes, tandis que ce nombre est bien supérieur lorsqu’il s’agit par exemple de prononcer le chiffre sept cent-quatre-vingt-treize.
- Avec quatre lettres on peut réaliser plus de 20 000 combinaisons ; les erreurs provenant de ce système seraient bien moindres que celles qu’on fait forcément lorsqu’on prononce un peu vite des nombres de plusieurs chiffres.
- On a objecté contre ce système que si plusieurs abonnés parlent à la fois au même employé, ce qui doit arriver dans certaines conditions, l’employé ne pourra plus rien distinguer, ce qui donnera lieu à de forts mécontentements. A ceci M. Bennett répond que les abonnés pourront s’apercevoir facilement si une autre personne parle à l’employé ; on attendra son tour. De plus, l’appel se bornant à l’énoncé de quelques syllabes, on peut desservir beaucoup de personnes dans très peu de temps; l’employé' ayant les mains libres peut établir les contacts, c’est-à-dire placer les fiches presque instantanément et presque toujours avant que l’abonné ait eu le temps d’enlever son doigt de la clef.
- Lorsque le service n’est pas très actif, l’employé n’a plus les téléphones à l’oreille, mais la dépression de la clef de l’abonné fait un bruit suffisant pour attirer son attention.
- Dans ce système, les opérations à effectuer au bureau central se réduisent à trois, savoir:
- i° En recevant l’ordre par le téléphonetoujours attaché à son oreille, l’employé voit si la ligne de l’appelé est libre, et s’il en est ainsi,
- 20 Inserre les fiches;
- 3° En recevant l’avis que la conversation est terminée il enlève les fiches.
- Dans le système préconisé par M. Bennett, on divise la ville (il s’agit de Londres) en un certain
- nombre de carrés ayant 1 mille anglais ou 1600 mètres de côté; on en prend 8 en longueur et 4 en largeur (13 kilomètres sur 6), ce qui fait une surface de 32 milles ou 80 kilomètres carrés. 11 est d’ailleurs évident qu’on peut augmenter ou diminuer la surface de ces carrés d’après la densité de la population ou plus exactement des abonnés.
- Au centre de chacun de ces carrés se trouverait le bureau local, desservant, dans le cas prévu pour Londres, un millier d’abonnés; ces bureaux locaux communiqueraient par plusieurs fils avec un ou deux bureaux centraux. Dans le cas d’un seul bureau central l’appel d’un abonné quelconque à un autre nécessiterait en général l’emploi de deux lignes principales et de deux lignes locales; on devrait passer par trois bureaux, mais ce ci ne nécessiterait d’après M. Bennett que 10 opérations, simples, au lieu de 27 avec le système américain. Ces appels peuvent se faire en quelques secondes et on voit de suite la grande économie que ce système apporte dans les frais nécessaires pour établir les communications. Avec l’emploi de deux bureaux centraux cette économie est encore plus considérable, mais en augmentant dans certains cas le nombre de bureaux intermédiaires.
- Des expériences effectuées pourse rendre compte du temps nécessaire pour un appel à travers plu sieurs bureaux ont donné des résultats très satisfaisants.
- M. Bennett prétend qu’avec ce système il serait facile de pourvoir la ville de Londres d’un réseau téléphonique complet et que le prix d’abonnement pourrait être fixé à 200 francs. Il ajoute que dans le système américain les frais d’installation de commutateurs, etc., dans le bureau central reviennent par abonné à près de 100 francs, tandis qu’avec son système ce prix est réduit au dixième.
- L’assertion qu’on pourrait pourvoir Londres d’un système téléphonique dont l’abonnement ne serait que de 200 francs a donné lieu à de très vives polémiques. Comme elles n’ont pas un caractère général, nous nous bornerons à constater que dans l’opinion leçue le prix de 250 francs par an serait un minimum déjà difficile à atteindre, qu’il faut compter en outre avec la société qui existe actuellement, ce qui complique beaucoup les choses.
- Quoi qu’il en soit, le système dont nous venons de tracer les grandes lignes marquera, s’il possède véritablement les qualités maîtresses que lui
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- ... LA LUMIERE ÉLECTRIQUE
- attribue^Mq,Bennett, un grand pas en avant et ne tarderais à répandre l’usage encore restreint du téléphone,
- P.-H. Ledeboer.
- CHRONIQIJE ET REVUE
- DE LA PRESSE INDUSTRIELLE
- A.ccumulateur Currie (1891).
- Les éléments de ce nouvel accumulateur se composent (fig. 2) de tiges de plomb c, enveloppées de gaînes d’amiante à, soudées à des barres de plomb e. La formation de ces éléments est précé-
- Fig. 1
- dée d’une réduction de la surface des tiges qui s’opère par électrolyse dans un bain de chlorure
- de zinc très dilué£(fig. i). Après un certain temps l’anode fx se recouvre sans dégagement de gaz d’une couche de chlorure de plomb que retiennent les gaînes d’amiante. Dès que la couche de chlorure de plomba atteint la profondeur voulue, ce que l’on reconnaît à la résistance qu’elle op-,
- pose au passage du courant, on remplace la plaque fi par une nouvelle plaque, et on la transporte en A. où elle devient cathode, et où son chlorure se réduit en une couche de plomb très spongieux; cette réduction est facilitée par la couche de zinc qui se précipite d’abord sur la cathode, et qui se redissout pendant la réduction dans le bain dont la composition reste invariable d’une opération à l’autre. On forme ensuite des cylindres réduits à la manière ordinaire; mais, d’après M. Currie, il suffirait d’un ou deux renversements de courant pour compléter la formation, parce que l’action électrolytique pénètre facilement toute l’épaisseur du plomb spongieux. La figure 3 représente un élément constitué par une plaque positive/2, formée comme précédemment, et une plaque négative quelconque f3, plongée, comme toujours, dans une dissolution faible d’acide sulfurique.
- Les gaînes d’amiante d remplissent en outre le rôle d'isolant entre les plaques dont elles maintiennent très fermement la consistance.
- Pile au chlore Ortelli (1890).
- Cette pile se compose(fig. 1 à<ÿ) d’une auge en bois
- A, dans laquelle plonge un vase poreux en charbon
- B, renfermant une plaque de zinc amalgamée C, séparée du charbon par des tasseaux en celluloïd M et remplie d’une dissolution d’hypochlorate d’ammoniaque D. Le chlore arrive en B par H E, son excédent sort avec l’air par J; les liquides qui traverseraient le charbon B s’évacuent en K. Lorsqu’on a fermé le circuit, le chlorure d’ammonium se décompose en formant du chlorure de zinc et de l’ammonium, lequel, se combinant avec le courant de chlore admis en E, reforme le chlorure d’ammonium qui attaque de nouveau le zinc et perpétue la réaction. En outre, une faible partie de l’ammonium se décompose en ammoniaque et en hydrogène, lequel, s’unissant au chlore, forme de l’acide chlorhydrique qui donne naissance à de nouveaux sels d’ammoniaque attaquant aussi le zinc. Comme l’hydrogène est absorbé à mesure qu’il se forme, sans pouvoir rester sur les parois du charbon, ces réactions se produisent très régulièrement sans polarisation appréciable.
- 11 suffit, pour transformer cette pile en une pile humide, de supprimer l’espace D réservé pour le liquide dans le charbon, et de placer entre le charbon et le zinc un feutrage capillaire imbibé de la solution ammoniacale.
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- La figure 6 représente l’installation complète d’une batterie. La production du chlore est réglée
- \y
- i-H rtvf
- Fig. 1 à 5. — Pile Ortelli.
- par un robinet o dans le récipient N, d'où il passe par S H, dans la pile A ; l’excès de chlore s’en
- — Pile Ortelli.
- Fig. 6.
- échappe avec l’air au travers d’un barbotteur V, dont la coloration s’accentue quand il se dégage
- trop de chlore. Le peu de liquide filtrant au travers du charbon s’évacue, comme nous l’avons dit, par KT. Le pôle positif se prend sur une lame de cuivre P, fixée au charbon par une vis R, et le négatif en C sur le zinc.
- D’après M. Ortelli, cette pile fournirait, avec le faible poids de 1,5 k., un courant très régulier de 2,4 à 2,5 volts et 12 à 15 ampères, sans aucune dépense en circuit ouvert et sans aucune odeur. Sa résistance intérieure est de 0,2 ohm.
- G. R.
- REVUE DES TRAVAUX
- RÉCENTS EN ÉLECTRICITÉ
- Sur la théorie du magnétisme et l’absurdité de * la polarisation diamagnétique, par M. J. Parker d).
- La partie la moins satisfaisante de la théorie du magnétisme est certainement celle qui s'occupe des corps appelés diamagnètiques. L'auteur a déjà exposé ses idées sur cette question délicate dans deux notes antérieures (2) et c'est principalement pour répondre aux critiques de M. Lodge qu’il les expose de nouveau avec plus de détails.
- M. Parker commence par rappeler l’expérience fondamentale qui permet de diviser les corps en diamagnètiques et -paramagnétiques. Un cylindre de la substance étudiée est suspendu entre les pôles d’un puissant électro-aimant en feràcheval; si l’axe du cylindre se place suivant la ligne qui joint les pôles, comme cela.se produit avec le fer, la substance est dite paramagnétique; si, au contraire, l’axe du cylindre se place perpendiculairement à la ligne des pôles, ce qui a lieu avec Ip bismuth, la substance est appelée diamagnétique.
- Mais au lieu de prendre cette expérience pour point de départ de sa discussion, M. Parker considère l’expérience suivante, qui est certainement équivalente, mais qui n’a jamais été effectuée. Suspendons une petite sphère de la substance à étudier à une petite distance d'un pôle d’un électro-aimant dont l’autre pôle est suffisamment éloigné pour n’avoir aucune action. Si cette
- C1) Pbilosopbical Magazine, 5* série, t. XXXII, p. 192; août 1891.
- (*) Pbilosopbical Magazine, mai 1889 et juillet 1890.
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- sphère est attirée, la substance est paramagnétique; si la sphère est repoussée, la substance est diamagnétique.
- On explique ordinairement ces résultats en admettant qu’il y a attraction réelle entre un aimant et un corps paramagnétique, tandis qu’il y a répulsion réelle entre un aimant et un corps diamagnétique, et en supposant que la pression du milieu environnant sur la sphère est uniforme et n’a aucun effet sur le déplacement observé. M. Parker pense qu’en réalité tous les corps sont attirés par un aimant, que sous l’influence du champ magnétique les pressions exercées par le milieu ambiant sont modifiées, et que la résultante de ces pressions est opposée en direction à la force attractive.
- Un corps paramagnétique serait alors un corps pour lequel la force attractive est plus grande que la résultante des pressions; un corps diamagnétique serait au contraire un corps pour lequel la force attractive est très faible et plus petite que la résultante des pressions. D’après cela, le bismuth, qui est le corps le plus diamagnétique dans l’air, est celui qui est le moins fortement attiré par un pôle.
- Pour montrer la justesse de ses idées, l’auteur commence par faire voir, à l’aide du raisonnement suivant, que dans l’état d'équilibre la pression ne peut avoir la même valeur en tout point d’un fluide soumis à l’action d’un champ magnétique. Limitons dans ce fluide un cylindre droit, de section infiniment petite, et dont l’axe ne soit pas perpendiculaire aux lignes de force du champ. Dans l’état d’équilibre la pression en un point de la surface de ce cylindre doit être normale à cette surface.
- Or, nous pouvons assimiler la force magnétique qui agit sur le fluide à la gravitation agissant sur un fluide pesant. 11 en résulte que les pressions sur la base du cylindre considéré doivent, comme dans le cas d’un fluide pesant, avoir des valeurs différentes.
- On pourrait objecter que les variations de pression dues à l’action d’un champ magnétique n’ont jamais pu être mises en évidence par l’expérience. L’auteur répond à cette objection en montrant qu’une variation de pression peut être suffisante pour expliquer le diamagnétisme tout en étant trop petite pour être décelée expérimentalement. En effet, supposons que le corps soumis à l’action d’un pôle soit un cube dont les arêtes
- ont un centimètre de longueur et que quatre des faces du cube soient parallèles aux lignes de force du champ, les deux autres étant alors perpendiculaires à ces lignes. Si l’excès de pression du milieu ambiant sur l’une de ces dernières faces est d'un millième d’atmosphère, la force provenant de cet excès de pression et agissant sur les cubes est d’environ un gramme.
- Dans le cas ou le cube serait formé de bismuth, son poids serait d’environ io grammes, et, pai suite, la force répulsive due au milieu ambiant serait à peu près la dixième partie du poids du corps en expérience. Or, la force répulsive que l’on observe entre un pôle et un barreau de bismuth est beaucoup plus petite que le dixième du poids du barreau. La valeur admise pour l’excès de pression est donc plus que suffisante pour expliquer la répulsion observée.
- Mais on a constaté que le bismuth conserve ses propriétés diamagnétiques quand on le place dans de l’air raréfié dont la pression n’est que de 2 à 3 millimètres de mercure. S’il en était encore ainsi dans le vide absolu, l’explication du diamagnétisme admise par M. Parker se trouverait renversée. En tout cas, cette explication donne prise à une nouvelle objection ; voici comment l’auteur la lève. Si, dit-il, il n’y avait pas de force attractive entre un pôle d’aimant et le bismuth, on constaterait toujours une répulsion apparente de ce dernier, quelle que fût la petitesse de la pression. Par conséquent, pour expliquer la répulsion que l’on observe dans de l’air très raréfié, il suffit d’admettre que la force attractive réelle qu’exerce un pôle d’aimant sur le bismuth est excessivement faible.
- Après avoir ainsi montré que ses idées sur le diamagnétisme ne sont nullement en contradiction avec l’expétience, M. Parker s’attache à montrer que les idées ordinairement admises sont en contradiction avec les principes de la thermodynamique : le principe de la conservation de l’énergie et celui de Carnot. Cette contradiction avait déjà été relevée par M. Thomson, et dans ses Essais sur la thermodynamique M. Tait l’expose ainsi :
- « Puisque tous les corps paramamagnétiques exigent un certain temps pour l’entier développement de leur magnétisme, et que ce dernier ne disparaît pas instantanément quand la force magnétisante cesse d’agir, nous sommes en droit de supposer qu’il en est encore de même pour les corps diamagnétiques. Alors il est facile de voir
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- qu’une sphère d’une substance diamagnétique homogène et isotrope tournant dans un champ magnétique serait soumise, si elle prenait une polarisation opposée à celle qu’aurait une sphère de fer dans les mêmes circonstances, à un couple tendant à la faire tourner dans le sens du mouvement qu’elle possède; on aurait donc ainsi une source de mouvement perpétuel. »
- Mais ce raisonnement de M. Tait n’est pas à l’abri de la critique. En effet, il n’est pas tenu compte de la chaleur développée dans la sphère ou qui lui est prise, et il n’est pas démontré qu’il n’y a pas gain de chaleur à une certaine température et perte de chaleur à une température plus basse, ce qui expliquerait la production d’une quantité de travail illimitée sans qu’il y ait contradiction avec les principes de la thermodynamique. Aussi dans la note publiée dans le numéro de juillet 1890, du Pbilosophical Magazine, M. Parker lui avait-il substitué le raisonnement suivant, qu’il reproduit dans le mémoire que nous analysons.
- Considérons un morceau de bismuth (ou d’une autre substance diamagnétique) placé dans le voisinage d’un pôle d’un électro-aimant. La magnétisation du bismuth sera d’autant plus grande que sa distance au pôle sera plus petite. Mais, comme l’établissement de la magnétisation exige un certain temps, la force répulsive qui est,supposée s’exercer entre le pôle et le morceau de bismuth n’aura pas la même valeur pour une certaine position de ce dernier, suivantquele bismuth passe par cette position avec une vitesse très grande ou une vitesse très petite; en d’autres termes la force répulsive dépend de la vitesse du déplacement. Cela posé, supposons qu’on déplace le morceau de bismuth d’une position X à une position Y plus proche du pôle, assez lentement pour qu’en chaque point du trajet la magnétisation soit celle qu’aurait le bismuth s’il restait en repos dans cette position et admettons que le bismuth soit maintenu à la même température 0. Dans ces conditions il faut dépenser un certain travail W. Si nous ramenons le bismuth dans sa position initiale par le même chemin, avec une vitesse infiniment petite, et en le maintenant à la même température, nous produisons un travail positif W. Dans le cycle fermé résultant de ces deux opérations, le travail obtenu est donc nul. — Décrivons de nouveau ce même cycle, en maintenant le bismuth à la même température, mais en le dépla-
- çant avec une vitesse très grande et en le laissant en repos dans les positions X et Y un temps suffisamment long pour qu’il prenne alors sa magnétisation normale. Le travail dépensé dans la première partie du cycle est < W; celui qui est obtenu dans la seconde est au contraire > W. On a donc, en admettant l’explication ordinaire du diamagnétisme, production de travail pour le cycle entier. Comme la température du bismuth est supposée constante, il ne peut en être ainsi d’après le principe de Carnot. L’auteur en conclut qu’il est absurde d’admettre que le bismuth est repoussé par un pôle.
- M. Lodge ayant objecté qu’il n’est pas prouvé que le travail fourni dans la première opération, avec une très grande vitesse, soit plus petit que W, M. Parker modifie le raisonnement précédent en s’appuyant sur les deux hypothèses qui suivent :
- , i° Nous admettrons que la magnétisation d’un corps en repos peut rester dans un état d'équilibre instable. Par exemple, nous admettrons que la force répulsive/qui agit sur le bismuth dans la position X peut avoir une valeur différente de celle qui correspond réellement à cette position. Nous admettrons de plus que si on déplace avec soin le bismuth de la position X et qu’on l'y fasse revenir la force répulsive peut rester/. Enfin nous supposerons que quand un corps est dans un état de magnétisation instable il suffit d’un choc pour lui faire prendre la magnétisation qui’ correspond à sa position.
- 20 Nous admettrons que si deux corps magnétisés se déplacent, l’attraction ou la répulsion qui s’exerce entre eux quand ils passent par une position donnée peut, si l’expérience est faite avec soin, être exactement la même que si les deux corps étaient en repos dans cette position avec des magnétisations invariables.
- Reprenons maintenant le barreau de bismuth considéré précédemment et faisons-lui décrire un cycle fermé dans le voisinage d’un pôle dont nous supposons la force invariable pour plus de simplicité. Commençons par amener le barreau de la position X à la position Y de telle sorte que sa magnétisation ne change pas. Le travail dépensé sera évidemment plus petit que W. Maintenons-le dans la position Y et donnons-lui un léger choc, ce qui n’occasionne qu’une dépense de travail négligeable; la magnétisation prendra la valeur correspondant à cette position et un phéno-
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- mène thermique se produira, mais il sera toujours possible de maintenir le bismuth à la température A. Ramenons le bismuth de Y à X en lui conservant la magnétisation qu’il vient de prendre: le travail obtenu sera plus grand que W. Par un léger choc, faisons prendre à la magnétisation la valeur correspondant à la position X en ayant soin de maintenir le bismuth à la température 0. Nous avons ainsi un cycle fermé et nous avons obtenu une certaine quantité de travail sans que la température ait changé; la conclusion énoncée précédemment subsiste donc.
- Sans vouloir discuter la valeur du raisonnement de l’auteur au point de vue thermodynamique, nous ferons observer qu'il repose sur deux hypothèses qui, quoique plausibles, sont assez compliquées. M. Parker s’est fort bien aperçu que ces hypothèses demandaient pour être admises à être appuyées par des faits d’expérience. Les faits expérimentaux faisant défaut, il cherche à montrer leur exactitude par une méthode indirecte, en constatant que leur application à quelques-unes des propositions les plus importantes du magnétisme et de l’électricité conduit à des conséquences en parfait accord avec l’expérience. Nous ne suivrons pas l'auteur dans ce travail, qui est tout à fait indépendant de son explication du diamagnétisme, et nous attendrons, pourterminer cette discussion, la seconde communication qu’il se propose de faire sur ce sujet.
- J. B.
- VARIÉTÉS
- SUR LE
- TRANSPORT ÉLECTRIQUE DE LA FORCE
- PAR M. G1SBERT KAPP (*).
- Le résultat de notre investigation est que la transmission électrique de l’énergie par des courants continus est économique et faisable pour des distances où le voltage le plus économique n’excède pas 2000, au plus 3000 volts, et qu’au delà de ces distances il faut appliquer un autre
- système. 11 est évident que cet autre système doit être également électrique, car nous savons qu’au-delà des distances qu’on peut atteindre actuellement avec l’électricité, on ne peut utiliser ni des câbles, ni de l’air, ni de l'eau. Quel sera ce nouveau système qui nous permettra de conduire l’énergie à des dizaines et même à des centaines de kilomètres?
- En essayant de répondre à cette question, il faut nécessairement quitter la base solide des faits et de la pratique pour rentrer dans le domaine de la spéculation, mais ces spéculations sont basées sur des résultats expérimentaux aussi sûrs que les résultats qui nous ont conduits aux développements du transport électrique de la force dont nous venons de parler.
- Le point de départ de la théorie que je vais vous exposer est l’expérience du disque d'Arago. Si un disque de cuivre tourne rapidement au-dessous d’une aiguille aimantée, cette aiguille commence à tourner. Pour faire cette expérience, on place entre le disque et l’aiguille une plaque de verre pour empêcher que les courants d’air n’agissent sur l’aiguille. La rotation de l’aiguille est nécessairement due à des forces mécaniques, et l’explication en est très simple. Le disque, en passant sous les pôles de l’aimant, devient le siège d’un système très compliqué de forces électromotrices qui donnent naissance à des courants. Certains de ces courants traversent les lignes de force émanant de l’aimant et il se produit ainsi des forces qui provoquent la rotation.
- 11 existe, pour ainsi dire, entre l’aiguille et le disque, une sorte de frottement électromagnétique par lequel l’aimant est entraîné par le disque. Comme tout mouvement est relatif, il est évident que si l’aimant tourne le disque doit tourner aussi. Avec un appareil ordinaire, ceci ne réussirait pas, le disque étant trop fort et l’aiguille trop légère; mais, en employant un fort aimant, on pourrait mettre le disque en mouvement et même en obtenir de l’énergie. Je vous ai dit que les courants qui prennent naissance dans le disque sont très compliqués; on voit facilement que seuls les courants radiaux ou les composantes radiales produisent des forces mécaniques, tandis que les autres ne font que dépenser de l’énergie. Pour faire une machine efficace, il faut par conséquent employer non pas un disque continu, mais un système de conducteurs disposé de façon à forcer les courants à suivre la direction radiale et cela
- (*) La Lumière Electrique du 19 septembre 1891, p. 589.
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- seulement dans les endroits influencés directement par le champ magnétique. 11 vaudrait encore mieux abandonner la forme de disque et y substituer une armature pourvue d’un noyau de fer laminé, du type tambour, comme celui que montre la figure 8, et employer, au lieu d’un aimant droit, un aimant en fer à cheval, disposé de telle manière que les pôles N S se trouvent aux extrémités opposées du tambour, et enrouler ce tambour avec des fils fermés sur eux-mêmes. Si on fait tourner l’aimant, on engendrera dans chaque bobine de forts courants et un couple très énergique sera exercé sur l’armature. Ce couple sera comparable à celui qui fait tourner dans un champ intense l’armature à tambour d’une dynamo à courants continus dont on aurait mis les balais en court circuit.
- On obtient ainsi, par quelques améliorations évidentes du disque d’Arago, une machine très
- Fig 8
- puissante. Supposons l’aimant et l’armature montés sur des axes indépendants, il est clair que l’énergie fournie par l’axe de l’aimant est transmise par induction à l’armature; une portion considérable de cette énergie peut donc être empruntée à l’axe de l’armature. On transmet, ainsi de l’énergie , mais pas comme on le désire, puisque la distance se réduit à néant. Ce qu’il nous faut, c’est modifier la machine de façon à la séparer en deux parties. 11 faut que l’aimant soit placé dans un endroit et l’armature à plusieurs kilomètres de là. Si nous arrivons à transmettre la rotation de l’aimant à l’armature, nous aurons résolu le problème. Ce problème a été résolu par Ferraris, qui, en 1888, a communiqué à l’Académie de Turin les résultats de ses recherches sur la rotation des champs magnétiques par des courants alternatifs.
- Pour montrer clairement la portée que les expériences de Ferraris ont relativement à notre problème, cherchons ce qu’il nous faut à la station motrice. 11 nous faut là une armature comme celle de la figure 8, et un champ magnétique dont les lignes traversent l’armature et tournent autour de son axe. 11 est indifférent que ce champ
- soit dû à un aimant réel ou à d’autres moyens; c’est le mérite de Ferraris d’avoir montré comment l’on peut produire un champ tournant de ce genre sans employer un aimant réel, mais en employant deux courants alternatifs distincts traversant des bobines fixes.
- Comme ce sujet est nouveau et ne se trouve encore dans aucun traité, je me propose de le développer d’une manière élémentaire en commençant parlecasleplus simple. Supposons une combinaison d’appareils comme celle indiquée figure 9. A gauche on a un noyau circulaire en fer pourvu de deux enroulements reliés en série, et une paire de fils allant à une bobine analogue à droite, la distance pouvant être quelconque. Dans l'espace circulaire enfermé par la première bobine, on a disposé un barreau aimanté N S, pouvant tourner autour de son centre. Lorsque les pôles tournent devant les fils ils induisent une force électromotrice; un courant dont la direction change deux fois par révolution prend naissance. On a réalisé ainsi une machine ordinaire à courants alternatifs à armature fixe et dont, l’aimant tourne.
- On peut par des proportions convenables arriver à produire un courant sinusoïdal; pour la simplicité je supposerai qu’il en est ainsi pour ce qui va suivre. Le courant alternatif, en traversant les bobines de droite, aimante le noyau de fer de façon à développer une polarité nord-sud dans la ligne MjMj. L’effet est le même que si on plaçait dans l’anneau un aimant vertical qui pût se contracter, les pôles se rapprochant au moment où le courant est zéro et s’éloignant progressivement lorsque le courant augmente. 11 faut de plus se figurer que l’intensité d’aimantation varie graduellement et que la polarité est renversée chaque fois que l’on passe par zéro. Dans l’appareil figure 9, la rotation d’un aimant réel ne produit à droite qu’un champ oscillant. Comme on le sait, on peut représenter graphiquement un champ magnétique, en grandeur et direction, par une ligne droite; ici la ligne représentant le champ oscillant est la projection du rayon On sur la verticale Mj, si la longueur du rayon On représente l’intensité du champ correspondant au champ maximum. A l'instant figuré par le diagramme, notre aimant extensible aura une force représentée par la longueur st nx et s’il n’y a pas de retard, l’aimant réel occuperait la position SN. Comme il y aura des pertes dans la transmission.
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- j’ai figuré N plus grand que le rayon n. S’il y a du retard, « et N ne se trouvent plus sur le même rayon, n occupera la position n' et l’intensité du champ oscillant sera n\ s\. L’effet pratique de ce retard est que l’aimant tournant aura dépassé la position verticale à l’instant où le courant aura atteint sa valeur maxima; c’est-à-dire que l’aimant tournant sera en retard d’un certain angle.
- Dans la figure 9, les bobines de l’anneau à droite sont placées sur un diamètre horizontal. Si comme dans' la figure 10, on les place sur un diamètre vertical, le champ oscillant sera horizontal, c’est-à-dire sur la ligne M2M2; la projection de n sur la verticale doit être rapportée à l’horizontale, comme on l’a indiqué par la circonférence pointillée. Supposons maintenant que l’anneau comprenne en même temps des bobines verticales et des bobines horizontales, comme le montre la figure; l’effet combiné de ces bobines
- Fig. 9
- produira un champ oscillant autour de la ligne RR, l’intensité du champ étant, comme il est facile de le voir, environ 40 0/0 plus forte que dans les cas précédents; toutefois le champ ne tournera pas.
- Jusqu’ici la solution de notre problème n’est pas avancée. Nous avons produit à distance un champ oscillant; ce qu’il nous faut c’est un champ tournant; pour l'obtenir il faut doubler l’appareil de la figure 9 en mettant des bobines horizontales sur l’anneau de la génératrice et des bobines verticales sur l’anneau du moteur, et cela en dehors des bobines qui y sont déjà. La figure 9 montre cet arrangement. Le champ produit par la bobine 1 1 est donné par la projection de On sur la verticale, et celui produit par la bobine 22 est donné par la projection de On surl’horizontale. La résultante de ces deux champs est par conséquent On, le point n tournant autour de O comme centre sur le cercle R.
- L’effet de rotation d’un aimant réel dans l’anneau de la génératrice est la production d’un
- champ magnétique tournant, d’une intensité On, dans l’anneau du moteur, une sorte d’aimant tournant qui pour notre but convient tout aussi bien qu’un aimant réel. Dans la figure 10 on a montré quatre fils reliant les machines génératrices et réceptrices. Comme le potentiel absolu de ces fils est arbitraire, on peut évidemment le choisir de façon à le faire coïncider avec le potentiel absolu d’un autre fil n'appartenant pas au même circuit. On peut, par exemple, égaliser le potentiel entre A et B en les reliant aux bornes terminales comme cela est montré par les lignes pointillées; ceci ne dérangera pas la marche des machines. Ou mieux encore on peut enlever l’un des fils et employer l’autre fil pour les deux circuits. On a ainsi trois fils en tout. Ce fil commun doit cependant avoir une capacité de 40 0/0 plus forte, puisque la somme algébrique des deux courants est 1,4 fois l’intensité de chaque courant simple.
- On a ainsi la solution théorique du problème de transporter la force par des courants alternatifs comme, cela a été indiqué par Ferraris, mais c’est Tesla qui a attaqué le problème pratiquement; ces moteurs sont connus sous le nom de moteurs Tesla, quoique le nom moteurs Ferraris me semble plus approprié, pour distinguer ce moteur des moteurs Tesla à deux fils dont je vais vous dire quelques mots. Pour effectuer un transport de force par ce système, il faut avoir à la station génératrice un alternateur dont l’armature soit enroulée de deux circuits donnant des courants ayrfnt une différence de phase d’un quart de période, trois fils de ligne, et un moteur pourvu d'électros laminés qui soient excités par des bobines placées alternativement dans les deux circuits de façon à produire un champ tournant. L’armature de ce moteur doit avoir un noyau de fer entouré par des bobines fermées sur elles-mêmes.
- La nécessité d’employer trois fils de ligne est jusqu’à un certain degré un désavantage de ce sys7 tème et plusieurs ingénieurs, y compris M. Tesla, ont essayé d’améliorer le système de façon à n’employer que deux fils. Toutes ces méthodes ont ceci de commun qu’elles cherchent à produire une différence de phase entre les courants qui traversent les moteurs sans employerune seconde série de bobines sur la génératrice. Si l’on insère, par exemple, une grande résistance sans induction dans la branche B (fig. 10) et une autre bobine de faible résistance, mais de grande self-
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- JOURNAL ' UISTIVEUSEL D’ÉLECTRICITÈT
- induction, dans la branche A, le courant dans la bobine i i sera en retard d’une petite,quantité par rapport à la force électromotrice de la génératrice, tandis que le courant dans la bobine 22 sera en retard d'une quantité plus considérable. La différence de phase ne peut pas atteindre évidemment
- Fig. 10
- 900, angle qui serait nécessaire pour obtenir le meilleur effet, mais on peut certainement produire de cette manière une certaine différence de phase. L’arrangement sera à peu près équivalent à celui montré dans la figure il, où la distance entre deux séries de bobines de la génératrice est moindre que 90°.
- Une construction géométrique facile montre que, dans ce cas, le chemin de chaque pôle de ce que j'ai appelé l’aimant tournant imaginaire est une ellipse; on peut le rendre circulaire par arrangement dissymétrique des bobines du moteur, bien qu’on réduise alors le diamètre de la circonférence. Dans ce cas la valeur de la machine comme productrice de force est réduite, eten même temps le rendement est faible, ce qui. tient à la
- \\m.
- Fig. 11
- déperdition d’énergie dans la résistance de la bobine additionnelle.
- Le rendement inférieur et la faible puissance d’un moteur à champ tournant à deux fils en restreignent l’emploi au cas où ces défauts n’ont qu’une importance relative ; pour le transport de grandes quantités d’énergie à longue distance on ne peut pas s’en servir. 11 faut alors employer trois ûls, mais ceci n’est pas un inconvénient
- sérieux, parce que le coût de la lig-ne n’est que faiblement augmenté par la nécessité de répartir, le.poids total du cuivre sur trois fils au lieu de le répartir sur deux. Le champ tournant a cependant l'inconvénient de ne pas se régler automatiquement.
- La vitesse peut être comprise entre zéro et la vitesse qui correspond au synchronisme entre les deux machines suivant que la charge varie du maximum jusqu’à zéro. Ce défaut peut être combattu en disposant près de l’armature du moteur un aimant réel qui force l’armature à se régler par rapport au courant : on obtient ainsi la même vitesse pour des charges différentes.
- Le moteur se mettra en route avec une grande puissance en vertu des courants induits dans l’enroulement sur 1 armature par le champ tournant, et ayant atteint sa vitesse correspondant au synchronisme, cette vitesse se maintiendra en
- vertu de l’action réciproque entre le champ tournant et l’aimant tournant ; le moteur se comportera comme un moteur ordinaire à courants alternatifs, avec cette différence cependant qu’un moteur alternatif s’arrête lorsque la surcharge atteint 50 ou 100 0/0, tandis qu’un moteur composé du genre Ferraris et du genre synchronique est toujours prêt à se remettre en marche lorsque la surcharge est enlevée.
- Depuis que la découverte de Ferraris a été publiée, plusieurs ingénieurs ont porté leur attention sur les moteurs à champ magnétique tournant ; ils se sont surtout occupés de trouver une modification de ce principe qui leur permît d’employer trois paires de bobines au lieu de deux seulement. Autant que j’ai pu retracer l’histoire de cette invention, la première idée d’employer trois bobines est dùe à M. Tesla et à M. Bradley. Ce dernier a demandé en Amérique, en 1888, un brevet qui lui a été délivré le 20 août 1889. Puis vient Wenstrom avec son brevet anglais de 1890, et à peu près en même temps
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- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Drobrowolsky, de Berlin, qui imagina un système analogue.
- Lorsqu'il y a environ un an je le visitai à la Compagnie d’électricité de Berlin, il me montra un moteur de ce genre à trois fils en action; peu après, M. Brown, d’Œrlikon, reprit ce sujet et il peut être intéressant de savoir qu’actuellement il établit une transmission de 500 chevaux, basée sur ce système entre Bulach et Œrlikon, sur une distance de 24 kilomètres. Cette transmission doit fournir toute l’énergie nécessaire à l’usine d’Œrlikon.
- Le principe général qui forme la base de cette invention est indiqué figure 13. La génératrice contient un champ magnétique tournant et une armature enroulée avec trois bobines différentes. L’extrémité O de chaque bobine est reliée au fil commun W, les trois extrémités libres sont reliées aux trois fils de ligne. A la station réceptrice se trouve un aimant à trois branches; les bobines enroulées sur ces branches sont en com-
- Fig. 13
- munication d’un côté avec des fils de ligne et de l'autre côté avec le fil commun.
- 11 est facile de voir que la rotation du champ de la génératrice doit produire des polarités successives dans les branches de l’aimant récepteur, ce qui aura pour résultat de créer un champ tournant. L’armature A tournera ainsi- de la même manière que dans le cas du moteur de Ferraris. Ce genre de tiansmission est connu en Allemagne sous le nom de transmission par des courants à trois phases, et il est probable que ce système deviendra un rival sérieux pour le système ordinaire de courants alternatifs.
- Les diagrammes que je vous ai montrés se rapportent tous à deux pôles; c’est le moyen le plus simple d’en expliquer le principe, mais il n’est guère nécessaire de vous dire que dans la pratique les machines sont construites d’après le système multipolaire; on évite ainsi l’emploi de trop grandes vitesses
- On peut se demander pourquoi on veut recourir à la complication du système à trois fils et à
- l’emploi d’un moteur tout à fait nouveau lorsr' qu’on sait qu’avec ces dynamos et des moteurs ordinaires on a obtenu de si beaux résultats tout en n’employant que deux fils. Je répondrai à ceci qu’avec ce nouveau système on peut étendre fortement la distance de la transmission. Je vous ai parlé des difficultés provenant du voltage élevé nécessaire pour la transmission à longue distance, difficultés qui proviennent des collecteurs et de l’isolement général des machines.
- Dans le système à trois fils par courants alternatifs les collecteurs n’existent pas; on a ainsi vaincu une des difficultés. D’un autre côté, par rapport à l'isolement des machines, il est facile de voir que l’on peut les vaincre en employant des transformateurs dont l’isolement n’offre aucune difficulté. J’ai ici un transformateur de MM. Johnson et Phillips construit spécialement pour des courants à haute tension dont l’isolement est fait à l'aide d’huile. J’ai employé récemment deux de ces transformateurs pour l’essai d'une ligne. Dans un transformateur la pression fut élevée de 2400 à 17000 volts; le courant à haute tension était envoyé dans la ligne, où il était transformé d’abord à 2400 volts et finalement à ioo volts, pour alimenter des lampes à incandescence. L’appareil a marché plusieurs jours sans aucune difficulté. M. Brown m'informe qu’avec des transformateurs isolés à l’huile on est allé jusqu’à 36000 volts sans compromettre l’isolement et que la transmission Bulach-Œrlikon sera faite à 25000 volts, les machines ne fournissant qu’un courant de quelques centaines de volts.
- 11 n’y a ainsi aucune difficulté à employer toujours le voltage le plus économique, tout en évitant absolument le danger soit pour le personnel, soit pour les machines elles-mêmes.
- Je me suis beaucoup attardé à discuter une branche de transmission d’énergie qui doit vous paraître purement, théorique et peu mûre pour la discussion. Pour excuse je dois vous dire que je suis fortement convaincu que c’est dans une forme quelconque du système à courants alternatifs que doit résider la solution finale du transport de la force — peut-être sur des distances quelconques, mais certainement sur de très longues distances, — et j’avais le désir d’attirer l'attention des ingénieurs électriciens sur un sujet dans lequel on peut encore faire beaucoup de pro-j grès. C. B.
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- FAITS DIVERS
- Il paraît que l’on va bientôt mettre en service des distributeurs automatiques d’auditions phonographiques organisées par M. Edison. Dès qu’on laissera tomber dans la fente la modique somme de dix centimes, le phonographe se mettra en mouvement et fera entendre une partie d’un répertoire choisi avec soin, et approprié autant que possible au goût du public fréquentant le voisinage.
- L’appareil sera placé sous verre, de sorte qu’on pourra voir le mouvement du dehors. Les cylindres seront très fréquemment changés, et quelques-uns sont destinés à faire le tour du monde. On en placera à bord des bateaux à vapeur pour charmer les ennuis de la traversée, dans les salles d’attente des chemins de fer.
- La plus grande difficulté dont M. Edison a dû triompher a été de diminuer les dimensions du cylindre sans nuire à la netteté de la perception. On compte que cette innovation, qui devait être prête pour la session de Cardiff, donnera une nouvelle impulsion à l'industrie toujours un peu languissante des distributeurs automatiques. C’est, paraît-il, par l’Angleterre que commencera cette singulière campagne. Une question légale se posera ? Les phonogrammes seront-ils soumis à la censure?
- Peut-être nos lecteurs n’ont-ils pas assez remarqué qu’il y a dans la République d’Haïii une crise ministérielle. En effet, cet événement, qui en lui-même n’a rien de surpr;-nant, mérite d’être signalé.
- La cause de la chute du cabinet, auquel tenait beaucoup le président Hippolyte, est la construction d’une ligne télégraphique pour laquelle la chambre n’a pas voulu accorder les fonds nécessaires.
- A la suite des accidents causés par le dernier orage et qui ont coûté la vie à deux hommes, la direction des égouts va mettre à l’étude un projet tendant à créer un nouveau système d1 avertisseurs} soit au moyen de sonneries électriques, soit par tout autre moyen propre à donner l’alarme, en cas de danger, aux nombreux ^ouvriers employés jour et nuit dans ces souterrains.
- Eîectricily suppose que le foyer électrique le plus puissant qui soit actuellement en usage est le phare placé sur la tour de Saint-Catharine-Point, dans l’île de Wight. 11 est produit par un groupe de charbons auxquels arrivent les courants engendrés par 3 dynamos, ayant chacune une force de 36 chevaux-vapeur.
- La lumière s’apercevrait à 60 kilomètres, et elle serait suffisante pour lire le Times à 25 kilomètres.
- Ce phare formidable est encore bien loin de posséder l’éclat qu’il faudrait lui donner pour être aperçu des habi-
- tants de la planète Mars, pendant la période de ses apparitions, si l’on voulait pratiquer la méthode, préconisée étourdiment par un astronome fantaisiste, pour se mettre en rapport optique avec nos plus proches voisins du firmament.
- La mine Dalmalia, dans les , montagnes de la Californie, est élevée de 500 mètres au-dessus du niveau de la mer et éloignée de 90 kilomètres du Sacramento. Le charbon rendu à la mine est un combustible très coûteux, aussi a-t-on songé à utiliser la transmission de la force par l’électricité. Le cours de la Rock Creek, affluent de l’American River, a été détourné sur une longueur de300 mètres; les eaux, canalisées dans une conduite de 60 centimètres de diamètre, sont amenées, après une chute de 30 mètres, à une roue hydraulique Pelton, qui commande une machine Brush, dont le courant, de 1800 volts et 40 ampères, alimente, à 750 mètres de distance, un moteur qui commande les machines de la mine.
- *
- MM. Woodhouse et Rawson construisent un petit appareil destiné à révéler la présence des fuites sur les canalisations électriques. Un tube rempli d’i:n liquide très peu conducteur est mis en relation avec la terre d'une part et avec le câble suspect d’autre part au moyen de deux tiges métalliques qui pénètrent dans le liquide. Le pa:sage d’un courant provoque autour de l’électrode positive un précipité brun qui se redissout lui-même quand le courant a cessé de passer.
- M. Tatham Thomson, de Cardiff, ccnsbuit un clcctrc-aimant genre Snell, spécialement destiné à extraire de l’œil les parcelles de métal magnétique qui peuvent y entrer : cet appareil mesure 5 centimètres cle longueur et pèse 150 grammes.
- Il rend les plus grands services dans les ateliers de mécanique, où les ouvriers sont exposés plus que partout ailleurs à recevoir dans les yeux des paillettes de fer.
- Un tornado a éclaté le 16 juin 1891 à Bergen Feint, dans les environs de la baie de New-York, et a été ctudié par M. Epy, célèbre météorologiste américain, qui s’est livré à un grand nombre d’observations analogues. Le travail de M. Epy a été inséré dans le numéro de septembre de VAmerican Me-Uorological Journal. Il résulte de ce travail que le mouvement giratoire du tornado est dirigé en sens inverse des aiguilles d’une montre et indépendant de son mouvement général de translation, qui peut avoir une direction quelconque. M. Epy cite des faits qui paraissent prouver que la tempête exerce un mouvement attractif de bas en haut, au moins tant que la colonne de vapeur n’est point en contact avec la surface du sol.
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- Nous apprenons par le même numéro du Metcorological Journal que le service américain • fait exécuter des études d’électricité atmosphérique à l’observatoire de Blue-Hill avec deux électromètres Mascart enregistreurs placés l’un au sommet et l’autre à une altitude moindre de 126 mètres, dans la direction du nord-ouest, afin de voir si les indications enregistrées automatiquement sont concordantes, et si elles permettent d’établir une période, soit dans la variation diurne, soit dans les variations considérées jusqu’ici comme accidentelles.
- On mettra également en expérience un nouvel électromètre à quadrants multiples dont M. Thomson a récemment fait connaître la construction. On verra si les indications ainsi recueillies ont une concordance suffisante avec celles que donne un instrument irréprochable pour qu’on puisse se dispenser d’y avoir recours, au moins dans les stations secondaires.
- Nous devons nous féliciter de la fin de la guerre civile du Chili, qui menaçait d’interrompre l’exécution du grand tunnel des Andes, le plus magnifique travail auquel puisse servir en ce moment le transport électrique de la force.
- Nous devons remarquer que la possession des lignes télégraphiques a permis à l'ex-dictateur, M. Balmaceda, de manipuler à sa guise les nouvelles qu’il envoyait en Europe. Mais cet abus de pouvoir n’a sans doute retardé sa chute que de bien peu de jours.
- M. François Walter, capitaine d’artillerie et professeur à l’Académie technique de Vienne (Autriche), vient de trouver un alliage qui permet d’unir par la fonte le verre avec des métaux autre que la platine. Cet alliage, par lequel on obtient une fermeture absolument étanche, permettra de fabriquer dorénavant des lampes électriques sans platine.
- Cette invention, par laquelle la lumière électrique subira forcément une transformation complète, produit déjà une sensation légitime dans le monde scientifique de Vienne.
- Au commencement de l’année, Edmond Becquerel a présenté à ses auditeurs des Arts-èt-Métiers un petit appareil inventé par M. Peignot, son préparateur, et qui emploie un nouveau moyen pour donner un dégagement d’électricité. Ce procédé consiste à pousser avec une pompe une masse de mercure au travers des pores d’une peau de chamois. Le frottement dégagera une quantité notable d’électricité, qu’il est facile de recueillir, et qui se manifeste sous forme d’étincelles.
- M. Ducretet vient de terminer pour le Conservatoire la construction d’un appareil régulier réalisant ce mode scientifique de production d’électricité. La machine a la forme d’une colonne fort élégante, de 1 mètre de hauteur et de 30 centimètres de diamètre.
- Il paraît que l’on a remarqué dans les forêts de pins de la haute Bavière un nouveau parasite des essences résineuses, qui produit de terribles ravages. Cet insecte redoutable est une petite mouche très gracieusement veinée de blanc et de noir, qui, lorsqu’elle est à l’état de larve, ronge complètement l’écorce des arbres et compromet leur existence. Cette mouche paraît excessivement sensible aux charmes de la lumière électrique.
- Les journaux de Munich racontent que les globes des lampes électriques semblaient couverts de neige il y a quelque temps. En examinant d’un peu près cette substance inconnue, on reconnut qu’elle était formée par des légions incalculables des nouveaux parasites des forêts.
- L'Elcktrotecbniscber, de Berlin, cite un fait qui prouve combien il est extraordinaire que les autorités de l’exposition de Chicago aient oublié de faire figurer le nom de notre regretté collaborateur Planté dans la liste des électriciens célèbres. On estime à huit cents le nombre des patentes qui ont été prises actuellement en Amérique sur les accumulateurs et les détails de leur fabrication. Peut-être les rédacteurs de ce tableau d’hommes pensent-ils que M. Planté est encore vivant?
- Comme nous le faisions remarquer récemment, le système d’exploitation des usines électriques par les différentes villes est fort en honneur de l’autre côté du Rhin. Aux villes que nous avons déjà citées, il convient d’ajouter Hambourg. Le Sénat a déclaré qu’il était diposé à écouter les propositions qui lui seraient faites pour l’érection d’une station centrale, qui distribuera l’énergiè sous une forme quelconque dans toute l’étendue de la cité.
- Parmi les villes importantes d’Angleterre qui ont construit une usiné centrale, il convient de citer Brighton; après bien des vicissitudes, l’établissement, qui a coûté près d'un million, vient d’être inauguré avec solennité. La femme du maire a lancé le courant en grande cérémonie.
- On sait que les membres du Conseil municipal de Saint-Pancrace ont établi une usine électrique; afin d’en choisir plus impartialement le directeur, ils ont publié dans les journaux une annonce concernant les conditions de sa nomination, et déclarant que ses appointements seraient de 6 250 francs par an. La commission n’a pas été médiocrement surprise de voir que 47 candidats avaient répondu à l’appel.
- D’après les nouvelles que nous recevons de Chicago, M. Barret, chef électricien de l’exposition, est excessivement satisfait de la manière dont les demandes d’emplacement arrivent. Quoique les principales compagnies des Etats-Unis 11’aient point encore adressé la leurt on en a déjà reçu pour
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- une surface totale de 24000 mètres carrés. Il est vrai qu'il n’y a que 7000 mètres pour lesquels on ait accompli toutes les formalités indispensables.
- Il n’en est pas de même pour l’étranger. 11 est question, paraît-il, d’envoyer en Europe et au Canada un commissaire spécial, avec mission de réveiller le zèle des électriciens.
- Les renseignements rapportés d’Europe confirment les craintes que nous avons émises. L’élan des électriciens de tous pays s’est trouvé paralysé par la nouvelle législation douanière. Il est à supposer, si aucun changement n’intervient, que les électriciens des différentes nations se contenteront en général d’étudier l’Exposition colombienne, mais qu’ils ne s’empresseront pas d’y prendre une part active.
- Le poids de la représentation de l’ancien continent semble devoir retomber presque exclusivement sur les maisons américaines qui ont formé des établissements de ce côté-ci de l’Atlantique.
- Le comité de la presse et de l’imprimerie a pris une résolution très intelligente. Il a demandé au comité général de lui réserver un emplacement de 9000 mètres carrés pour construire un pavillon de la presse, à l’instar de celui qui existait au Champ-de-Mars, mais sur une échelle beaucoup plus considérable.
- On a procédé au choix de trente noms destinés à être inscrits dans les frises du palais de l’électricité. On avait commencé par dresser une liste de soixante-neuf électriciens célèbres choisis parmi ceux qui ne figurent plus au nombre des vivants. Mais, si nous en croyons les listes que nous trouvons dans le Western Electrician, ce travail n’a point été exécuté par des hommes très compétents. On a fait figurer de la Rive parmi les français et Musschenbroek parmi les allemands. On a omis dans la grande liste des soixante-neuf MM. Becquerel père et fils, M. Gaston Planté) et bien d’autres. Gaugain est devenu Ganzin, M. Marié-Davy et quelques autres très vivants figurent parmi les décédés.
- Un accident singulier a mis en émoi, il y a quelques jours, le public du théâtre des Variétés. On avait peint fraîchement les abat-jour de quelques lampes électriques. Le courant ayant échauffé le métal, il s’est répandu une odeur que quelques spectateurs ont prise pour le résultat d*un commencement d’incendie. Aussitôt les gens timides de décamper. On a eu beaucoup de peine à rassurer les trem-bleurs.
- Cette anecdote montre que la foi dans l’immunité à peu près absolue des théâtres éclairés à l’électricité est loin d’être suffisamment répandue à Paris. Il est donc bon de saisir cette occasion pour faire remarquer que si l’électricité produit encore des accidents quelquefois mortels, le nombre en est tout à fait insignifiant, surtout si on le compare à celui que le gaz entraîne presque fatalement. Il y a entre les deux moyens d’éclairage la même proportion de danger qu’entre les chemins de fer et les anciennes diligences. Or, quel est l’homme de bon sens qui proposerait de suivre l’avis du
- publiciste fantaisiste proposant après la catastrophe de Saint-Mandé de revenir aux modes de locomotion dont nos grands-pères se contentaient?
- Un syndicat vient de se former dans le duché de Bade pour acheter les chutes d’eau disponibles dans la région afin de les employer en masse à la production de courants électriques uilisés dans les centres industriels du voisinage.
- Plusieurs cas d’empoisonnement ont été dus à la production de phénomènes électrolytiques pendant la préparation des mets.
- Le docteur Hull, qui s’est particulièrement occupé de cette question, a constaté que le plus grand nombre était consécutif à l’absorption de glaces ou de plats acidulés.
- Quand toutes les paities métalliques de l’appareil culinaire ne sont pas composées du même métal, un couple se forme et, si les liquides peuvent avoir une action chimique sur l’un d’eux, des sels prennent naissance.
- On évitera facilement ces accidents en employant des récipients formés d’un seul métal.
- Éclairage Électrique
- Si l’on en croit Electricity, le Fils du Ciel aurait décidé de sacrifier à la science des barbares, et donné l’ordre, en dépit des censeurs, que son palais soit éclairé à la lumière électrique. Les travaux d’installation seraient même commencés. Nous attendons la confirmation de ce fait, qui dans l’état d’agitation où se trouve l’empire de la Chine, ne laisse pas que d’être assez étrange.
- Bientôt viendra le jour où il n’y aura plus une seule-station un peu importante de chemins de fer qui ne soit pourvue d’un éclairage électrique. On nous apprend en même temps la prochaine inauguration de l’éclairage de la station d’Esmoré en Danemark et de la station centrale de Manchester. Cette dernière est une grosse affaire sur laquelle nous donnerons de plus amples informations. Nous nous bornerons à dire que le réseau est double, dè manière à ne redouter aucune interruption.
- La Société d’éclairage de la Cité de Londres vient d’établir 26 lampes dans Victoria Street, depuis la Bourse jusqu’à Blackfriars Bridge. Cette circonstance a donné au Times l'idée de faire une revue générale de l’éclairage à Londres. Il n’y a qu’un quartier, celui de Saint-Pancrace, qui ait entrepris l’éclairage au compte de la municipalité. Le resté du district métropolitain, dont la surface est d’environ 150 kilomètres carrés et la population de ç millions d’âmes, est partagé entre des compagnies différentes dont le capital
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- des huit plus anciennes est d'environ 50 millions de francs. La force de leurs machines est de 20000 chevaux. Le développement de leurs conduites principales est d'environ 4=;o kilomètres. Le nombre des lampes de 8 bougies est de 325000, auxquelles il con/icnt d’ajouter 1000 lampes à arc.
- Tous les systèmes sont représentés, courants directs avec accumulateurs, courants alternés avec transformateur, courants directs de haute tension avec stations de distribution, transformateurs et accumulateurs.
- L.e prix moyen de chaque lampe est évalué à 12 fr. 50 par an. En 1882 la plus giande dynamo fonctionnant régulièrement donnait 12000 watts avec un rendement de 68 0/0. Le Times estime que le rendement de 92 0/0 a été obtenu en 1888 et que la plus grande dynamo donnait 500 000 watts.
- Le 17 septembre le hall de la Bourse de Commerce a servi à un banquet donné par les membres du Congrès commercial et présidé par M. Yves Guyot. Cette vaste salle avait été décorée avec beaucoup de goût par des trophées de drapeaux, des arbustes et des fleurs.
- L’éclairage électrique ordinaire, auquel on avait simplement ajouté des candélabres placés sur les tables, produisait un très brillant effet.
- Le centre d’éclairage, placé dans les caves, et que nous avons déjà décrit, appartient à la Compagnie Popp. 11 étend chaque jour ses conquêtes dans le voisinage.
- On nous signale l’ouverture prochaine de vingt-deux boutiques situées sur la rue de Viarmes et la rue du Louvre. Elles seront éclairées à l’électricité et renfermeront une annexe du Musée commercial créé depuis le mois d’août 1890 dans une partie du premier étage de la Bourse de Commerce.
- Il est curieux de voir comme cette partie du vieux Paris a été profondément modifiée par les monuments qu’on y a élevés depuis quelques années et par l'éclairage électrique qu’on commence à y rencontrer à profusion et dont l’éclat rivalise maintenant avec celui des plus brillantes parties du quartier de l'Opéra ou des Champs-Elysées.
- Télégraphie et Téléphonie
- Nous devons féliciter le gouvernement espagnol sur le succès de ses efforts et de sa fermeté; la communication télégraphique entre Tanger et Tarifa vient d’être enfin ouverte. On peut dire qu’il n’y a plus de Colonnes d’Hercule pour l’électricité!
- Ajoutons que le gouvernement de la reine régente a eu le bon esprit de prendre très au sérieux le rôle civilisateur des câbles et de décider que les correspondances de la côte d’Afrique ne seraient assujetties à aucune Surtaxe. Le prix par mot est le même que pour l'intérieur de l'Espagne.
- Les travaux de construction du Bureau central de toute la téléphonie parisienne continuent avec activité, et l’on peut maintenant se rendre compte de ce que sera l’édifice à la fin de l’année.
- On l’a élevé en face de la Caisse d’épargne et le long de l'Hôtel des postes, dont il est séparé par la rue Guttenberg. Le rez-de-chaussée est en pierre et occupé par des colonnades sous lesquelles seront les remises pour les voitures de l’administration. Le premier et le second étages seront occupés par deux salles téléphoniques auxquelles seront rattachés tous les abonnés de Paris. Le troisième est mis en réserve pour les abonnés de l’avenir. Le quatrième sera occupé par les cuisines où l'on préparera la nourriture du personnel des deux sexes employé dans ce vaste établissement.
- On n’a employé la pierre que pour le rez-de-chaussée. Les autres étages sont en briques, en porcelaine et en fer.
- Autant qu'on en peut jugei, chacune des trois salles aura une trentaine de mètres de longueur et une dizaine de mètres de largeur. Les dépenses d’architecture sont évaluées à 800 000 francs.
- U avait été question de relier par un câble sous-marin l’Asie orientale et l'Amérique occidentale ; mais [l’amiral Belknap, envoyé en mission pour étudier la pose du futur câble, a établi dans son rapport que l’opération présentait des difficultés presque insurmontables. A peu de distance des îles du Japon, la profondeur de la mer augmente rapidement et les sondages accusent la présence d’un bassin immense dont la profondeur dépasse 8000 mètres, la plus grande profondeur de mer connue. Les fils de sonde se sont brisés avant d'avoir trouvé le fond et des thermomètres construits spécialement pour supporter d’énormes pressions n’ont pu résister.
- L’amiral Belknap conclut à l’impossibilité d'établir ce câble.
- La direction des postes et des télégraphes vient de mettre en service le réseau téléphonique urbain de Beaune (Côte-d’Or).
- Le circuit téléphonique Bordêaux-Arcachon a été ouvert le ior septembre.
- Celui de Vienne à Lyon a été mis en service le 7 septembre.
- Enfin, on annonce également l’ouverture depuis quelques jours d’un réseau urbain à Toulouse.
- Imprimeur-Gérant : V. Nory.
- Imprimerie de La Lumière Électrique — Paris, 31, boulevard des Italiens.
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- t_ajbi-,:e des matières
- TOME QUARANTE-UNIEME
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- TABLE PAR ORDRE ALPHABETIQUE
- A
- Page*
- Accidents électriques à Paris........................ 428
- Accumulateur Currie.................................. 6.22
- — Ernst.......................................... 478
- — Hibbett....................................... 476
- — Washburn....................................... 330
- Aluminium et son électrométallurgie. — G. Richard. 56 ; Amorces électriques Jones Woodhouse et Rawson... 127 Amortissement (de 1‘) des oscillations hertziennes,
- par M. V. Bjerknes............................ 86
- Ampèremètre-voltmètre Weston.......................... 227
- Anémomètres (les) enregistreurs et avertisseurs de la
- tour Saint-Jacques. — C. Carré............... 577
- Appareils de mesure électrostatique Ayrton et Ma-
- ther....................................... 276
- Applications mécaniques de l'électricité, — Gustave
- Richard........i................... 117, 50' 569
- — des courants alternatifs à la transmission du tra-
- vail. — M. Hutin et M. Leblanc. 123, 178,
- 230 325
- — principe des fontaines lumineuses (une nouvelle).
- — W. de Fonvielle......................... 95
- Arc électrique (éclat de P) et de quelques autres sources lumineuses. — J.-B. Baille et C. Ferry.. 153
- Armature de dynamo Wadley......................... 601
- Association britannique (la session de P) à Cardiff
- — P.-H. Ledehoer...................... 551 616
- B
- < Balance d’induction avec un disjoncteur et un galvanomètre, par M. J. Bergmann........................ 138
- Pag**
- Bain électrométallurgique Hoepfner................... 386
- Bibliographie :
- L’électricité dans la ferme, par M. Maximilien Rin-gelmann, professeur à l’école de Grignon.— Fran
- pois Miron.......................................... 196
- Manuel pratique de l’installation de la lumière électrique, J. A. Anney. — E. Dieudonné........ 245
- Manuel de l’électricité, par MM. Colombo et. Ferrini.
- — P. Mar ci! lac.................................... 145
- Guide pratique de télégraphie sous-marine, par
- Aug. Bonel......................................... 296
- Boussole autodirectrice von Peichl.................... ng
- — électrique Fiske................................. 571
- — électrique Hurrell................................. 572
- C
- Câbles J.-B. Williams.............................. 181
- Calcul des mouvements amortis (équations réduites
- pour le). — P. Curie........ 201, 270, 307 356
- — d’une trieuse électromagnétique. — H. Pon-
- t bière.................................... 68
- — (sur le) du double enroulement d’une dynamo à
- potentiel constant, par M. L. Bell......... 581
- Chemins de fer et tramways électriques. — Gustave
- Richard.......................... 21, 264 409
- Commutateur Evered et Rudling........................ 477
- — automatique pour téléphone de Smith.— E. Zelçs-
- Che..................................... 225
- —1 Snell..................................... 529
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- 638
- LA LUMIÈRE ÊLECTRIQU
- Page»
- Comparaison [des circuits [magnétiques fermés ouverts dans les transformateurs à courants alternatifs, d’après M. Evershed. — A, Palaç. 423 464 Compteur Ferranti-Wright..,..,...................... 127
- — Richard frères............................... 530
- — électrique Tony Blein. — P. Robert........... 473
- — électrolytique Tesla......................... 485
- Conductibilité (sur la) des composés chimiques, par
- M. Magnanini................................. 95
- Construction (la) de résistances sans induction, par
- MM. Ayrton et Mather........................ 289
- Contact ou bouton de sonnerie Bagnold............... 576
- Contribution à l’étude de l'emploi des lumières artificielles en photographie.........................'. 41
- Courants de haute fréquence (méthodes pour produire la lumière au moyen des).............. 177
- — alternatifs (sur la détermination des courbes pé-
- ? riodiques des) et leur inscription photographique. — A. Blondel......................... 401 507
- — rotatoires Dobrowolsky............. 378, 480 604
- — — Wahlstrom............................... 603
- Courbes électromagnétiques isogoniques. — C. De-
- charme .................................... 51
- —< périodiques (sur la détermination des)’des courants- alternatifs et leur inscription photographique.— A. Blondel......................... 401 507
- D
- Décharges électriques dans le vide, par E. Thomson
- et N. Tesla .............................
- Déperdition de l’électricité (sur la), par M. Ed. Bran-
- iy;......................................
- Détails de construction des machines dynamo. --
- Gustave Richard..................... 159
- Détermination de la longueur du fil de cuivre guipé enroulé sur une bobine, par M. Tomadesso...
- — de l'équivalent mécanique de la chaleur (sur la),
- par M. Marcel Deprez.....................
- Distribution de l’énergie pour la ville de Fribourg
- (sur la).................................
- Dynamos Clarke ..................................
- — Crocker-Wheeler......................
- — Parcelle...................................
- — Scott......................................
- Siemens.................................
- — Southard...................................
- — Stanley............................... 161
- — Tomlinson..................................
- — Willans....................................
- Dynamomètres (les). — Gustave Richard............
- — Ackerman................................... -
- 183 143 601
- 33
- 39
- 79
- ‘59
- 622
- 165
- 601
- 608
- 59
- 606
- 162.
- 160
- 209
- 217
- Page»
- Dynamomètre Alden............................. 213
- — Amsler.................................. 214
- — Denton.................................. 212
- — Raffard............................. 211
- — Richards.............................. 213
- — White................................. 215
- E
- Eclairage électrique de la Touraine................. 376
- — — des wagons de chemins de fer,
- système de Khotinsky. — F. Uppenborn...... 109
- — — (1’) à Paris. — Frank Gèraldy.
- 252 362
- — — à Francfort (1’). — Jacquin. 1^5
- — — de l’avant-port du Havre. —
- C. Carré.................................. 174
- Electromètres de poche (sur les), par M. Boys..... 289
- Electrolyse (sur 1’) du chlorure de baryum pur ou mélangé de chlorure de sodium, par M. C.
- Limb...................................... 87
- — (quelques remarques sur 1’), par M. J. Swin-
- burne ................................... 492
- — (Production du sodium et du potassium par 1’).
- E. Andreoli................................ 568
- Eléments étalons (sur les)......................... 94
- Equivalent mécanique de la chaleur (sur la détermination de 1’), par M. Deprez........................ 38
- Essais comparatifs d’un moteur électrique et d’une locomotive ordinaire sur 1 ’Elevated Railroad de New-York................................ 285
- — d’une théorie simple des machines à champ ma-
- gnétique tournant. — Frank Gèraldy........... 7
- Etude photographique de l’arc électrique d’après les expériences de M, Mynn, par M. Ed. N. Ni-chols............................................. 81
- — thermo-électrique delà condensation dans les ma-
- chines à vapeur, par M. E.-H. Hall...... 74
- Evaporation (P) électrique, par William Crookes. 88 139 Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel, par M. Tesla.. 290; 330
- 389, 430, 487 544
- — sur la décharge électrique dans des tubes vides
- 183 386
- — (quelques) sur la décharge électrique dans les
- tubes à air raréfié, par M. J.-J. Thomson......... 9!
- Explication des propriétés du champ électrique au moyen des tubes d’induction électrostatique,
- par M. J.-J. Thomson............................. 539
- Exposition de Chicago (!’). — W. de Fonviellct.... 243
- p.638 - vue 638/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D'ELECTRICITE --- 63g
- F
- Pages
- Fabrication des câbles sous plomb, procédé Wal~
- cott......................................... 53°
- — des câbles en caoutchouc, procédé Felten et
- Guillaume.................................... 78
- Faits divers :
- Accident de chemin de fer......................... 449
- — — à Saint-Mandé........ 247, 397
- — au théâtre....................... 598 633
- Accidents occasionnés par la foudre........... 148 631
- Appareil pour vérifier les paratonnerres.......... 248
- Application du phonographe........................ 49
- — de l’électricité à Paris.................. 199
- — — au théâtre............... 447
- — — au travail agricole...... 447
- -T- d’un moteur électrique.................... 399
- — du système tubulaire à Paris............. 197
- Association britannique à Cardiff................. 400
- Augmentation de la vitesse des tramways électriques. 498
- Avertisseur électrique de MM. Richard frères...... 248
- Bateau électrique................................. 297
- Blanchiment électrique de M. Hermite.............. 199
- Brevets d’invention.................................. 199
- — — en Amérique ....................... 199
- Câble télégraphique entre Marseille et Alger...... 597
- Catastrophe de Mœnchenstein................... 48, 297
- — du parachutiste Higgins.............. 448
- — de Saint-Mandé....................... 298
- Célébration du centenaire de Faraday.......... 48 349
- Chemin de fer électrique dans lés mines................ 297
- — — dans le Colorado.............. 247
- — — souterrain de Londres .... 497
- — — de Rochester à Lockport. 147
- — — à Guernesey................... 599
- Cherche-fuités électrique..................... 49 631
- Communications faites au meeting de Bath............ 597
- Conférence sur les paratonnerres......... ........ 348
- Congrès géographique de Berne.......................... 548
- Construction du pavillon de l’électricité à Chicago. 47
- — d’une chaloupe électrique.............. 99
- — de la ligne funiculaire de Belleville. 49, 398
- — d'un funiculaire entre Saint-Lazare à
- Romainville............................ 599
- — d’une ligne électrique à Bradford......... 597
- Coup de foudre au Manitoba............................ 248
- — à Browley.............................. 548
- — sur un théâtre en Hongrie......... 549
- — sur les lignes télégraphiques..... 248
- — à Paris................................ 148
- Courbes magnétiques du parc Saint-Maur................ 348
- Droits sur le brevets................................. 349
- Page»
- Détournement de messages télégraphiques............... 47
- Développement de la construction des tunnels......... 399
- Électrocutions en Amérique.. .•.................. 249 449
- Emploi de l’électricité à la manufacture d’armes de
- Saint-Étienrie...................................... 299
- Emploi de l’électricité en médecine.............. 547 631
- — de l’ardoise comme isolant...................... 199
- Essai d’une lampe électrique pour les mineurs........ 48
- Établissement d’un paratonnerre......................... 547
- — d’un observatoire au sommet du Mont
- Blanc......................... 298
- — cl’un tramway électrique au Brésil..... 597
- Exécution par l’électricité à New-York................... 97
- Expériences dans les usines Merryweather sur les
- tramways électriques............... .. 299
- — de John Yates sur un parachute électrique 97
- — sur la pluie artificielle......... 347
- — de pluie artificielle dans le Texas....... 597
- Exploitation des locomotives électriques........ 399
- — de la soudure électrique.......... 398
- Explosion de gaz........................................ 448
- — provenant de l’accumulation du gaz..... 97
- Exposition de Prague............................ 498
- — de Francfort...................... 197
- — allemande à Londres............... 150
- — de Chicago. 198, 297, 250, 347, 448, 497 632
- — du travail à Paris....................... . 548
- — permanente des applications de l’élec-
- tricité........................... 47
- — électrique de Londres............. 548
- — électrique de Saint-Pancrace à Londres.. 98
- Extraction du zinc de ses minerais par l’électrolyse. • 300
- Fourgon mu par l’électricité.......,................. 48
- Grève des boulangers à Paris......................... 49
- — des télégraphistes des chemins de fer de
- l’Amérique du Nord............................. 197
- Importation de la gutta-percha en France........... 347
- Inauguration d’un transport de force................... 349
- — d’un parafoudre â New-York................. 249
- — du premier chemin de fer au Tonkin . 98
- — de l’Exposition du travail au Palais de
- l’Industrie................... 247
- — de la première ligne téléphonique américaine ......................................... 600
- Incendie d’une usine d’électricité.............,.... 547
- Installation de l’électricité à l’université de Liège... 548
- — d’un bateau de sauvetage . «........... 448
- — 'd’une transmission électrique aux mines
- de Burkes........................ .. 349
- — de la eompagie des tramways électriques
- de Buffalo....................... 500
- Institut électrotechnique en Autriche................. 199
- Institution polytechnique à Londres................... 297
- Introduction d’une lampe à incandescence dans une
- chaudière......................................... 597
- p.639 - vue 639/650
-
-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 646
- Invention d’un bateau électrique................... 497
- ' — des paratonnerres......................... 398
- —" dèl’électrb-aimant........................ 199
- — d’un nouveau compteur électrolytique.. 299
- —' dès moteurs électriques................... 397
- Locomotive frappée par la foudre................... 297
- Machiné magnéto-électrique........................... 147
- Moiilin à café mu par l’électricité................ 498
- Mort de Wilhelm Weber................................ 297
- — de Willoughby Smith.......................... 247
- — • de M. 'Grossbyi ................... 599
- Moyen de purifier l’air.............................. 448
- Nouveau système d’égouts à Manchester.............. 548
- — chemin de fer électrique souterrain à Lon-
- dres.:..................................’ 47
- — procédé de nickelage par voie chimique... 97
- Nouvel isolant....................................... 248
- Nouvelle application de la chaleur électrique...... ^98
- Observatoire à Kenwood............................. 197
- — de Zi-Ka-Wei.................... 98 348
- ’ — météorologique du Pic-du-Midi....... 149
- — du Mont-Blanc......................... 398
- — du Parc Saint-Maur.................... 148
- Orages en Amérique............................. 148 631
- — à Munich.................................... 198
- — sur Cincinnati............................ 199
- Paratonnerre à Tunis................................. 48
- Pile à dépolarisant gazeux........................... 497
- Prix proposés par la Société industrielle d’Amiens.. 449
- Pompe mue par l’électricité .......................... 47
- Procès aux Etats-Unis.............................. 297
- — de la Compagnie Edison....................... 147
- Procédé pour l’extraction du sucre.................. 347
- — pour la photographie et la galvanoplastie.. 549
- — de nickelage industriel.................. 147
- — pour la stérilisation des liquides alcooliques 348
- Progrès de la soudure électrique..................... 248
- Rencontre de trains à la gare du Nord.............. 247
- Service météorologique en Amérique.................. 198
- Sonnette électrique................................. 398
- Soudure électrique..................-.............. 498
- Station hydraulique à Saint-Michel (Savoie).......... 497
- Statistique des coups de foudre du monde entier... 448
- Statue d’Arago.................................... 298
- Tramways électriques à Rome.......................... 347
- — de Guernesey.................. 247
- — du Puy-de-Dôme;.............. 597
- — de San-Francisco ............. 398
- — dans le Texas...............:. 48
- — entre Pesadena et le sommet
- du Wilson’s Peak............................... 298
- Tramway électrique souterrain entre les bois de Boulogne et de Vincennes......................... 399
- Transformation des appareils à gaz en Angleterre... 598 Transmission-électrique à Ta Compagnie d’Orléans.. 397
- Page»
- Transport des piles ou des accumulateurs.......... 49
- — de la force aux Etats-Unis.............. 497 631
- Travaux littéraires à la Bibliothèque Nationale... 48
- Tremblement de terre à Stromboli.................. 147
- Tunnel des Andes................................... 632
- Utilisation de là chute du Niagara... ........ 49 197
- Un paratonnerre en 1783............................. 498
- Variaiion magnétique ............................... 599
- Violent orage à Vienne............................. 348
- Vitesse de l’électricité..........................» 98
- Vol du plomb des conducteurs de lumière et de télégraphie. . ;....................................... 349
- Voitures électriques à New-York................... 547
- Eclairage électrique :
- Accident dû à la lumière électrique............... 347
- — dû au gaz................................ 249
- Aménagement de l’usine pour l’éclairage électrique
- à Carlow....................................... 300
- Application de l’électricité au théâtre........... 430
- Ascensions nocturnes du Snowdon...................... 49
- Eclairage électrique à Aberdeen...................... 99
- — en Angleterre................... 499
- — à Bercy........................ 549
- — à la Bibliothèque nationale.... 499
- — de Brighton..................... 200
- — à Bruxelles................... 450
- — à Charleroi................... 450
- — de Chicago.......;............ 50
- — en Chine........................ 633
- — de Neuville-au-Bois.............. 50
- — à Londres................. 198 633
- — de Manchester................. 600
- — à Paris................... 250 634
- — de la ville de Pise............. 550
- — à Pittsbourg.................. 198
- — à Saint-Maur-les-Fossés...)... 450
- — de la paroisse dé Saint-Pancrace 599
- — à Saint-Pétersbourg.............. 50
- — à la gare Montparnasse.......... 199
- — delà Touraine................... 48
- — des salons...................... 98
- — au casino de Coney-Island.... 448
- des voies de chemins de fer... 200 à bord du Prince de Bismark... 99
- d’un torpilleur des Etats-Unis.. 250
- — d’une table en cristal.......... 250
- — dans les mines.................. 300
- — du cadran de l’horloge de l’hô-
- tel-de-ville de Vienne.......................... 200
- Expériences sur la lumière électrique................ 548
- Exploitation directe de l’éclairage public par les administrations municipales.................. 98 632
- Fabrication des lampes à incandescence.......... 247 632
- Fontaine lumineuse de l’exposition de Prague......... 498
- p.640 - vue 640/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D‘ELECTRICITE 641
- P«g’»
- Foyer électrique puissant.,........................ 631
- Installation de l’éclairage électrique à la Bourse de
- Vienne.......................................... zoo
- Installation de l'éclairage électrique dans le palais de
- Carlsruhe....................................... zoo
- Installation de l’éclairage électrique à Szatmar.... 200 Lumière électrique à Paris...................... 97
- — à Londres....................... 149
- — à Berlin........................ 149
- Noircissement des ampoules des lampes à incandescence ............................................... 149
- Projet d’éclairage électrique à Sophia............... 549
- Projections marines.................................. 250
- Sifflement de l’arc électrique..................... 349
- Société d’éclairage électrique américaine............ 348
- Système complet de lumière électrique à Greenwich.................................................. 50
- Usage de la lumière électrique....................... 450
- Télégraphie et téléphonie :
- Administration des postes en Allemagne............... 150
- Améliorations du service téléphonique................. 99
- Appointeménts de la division supérieure des télégraphes d’Edimbourg.................................... 200
- Bureaux téléphoniques en Angleterre.................. 550
- — - — en province................ 550
- Câble télégraphique sous-marin pour relier le Danemark à la France..................................... 300
- — du Pacifique ................................ 634
- Changements dans le tarif télégraphique international .............................................. 99
- Communications de l’île de Java avec Singapore et
- l’Australie..................................... 300
- Compagnie téléphonique à Stockholm................... 150
- — générale des téléphones de Stockholm. 30
- Concours pour les offices téléphoniques.............. 350
- Création de réseaux téléphoniques............. 634 50
- — du nouveau service de téléphone et télégraphe dans la banlieue de Paris.................. 250
- Développement des nouvelles lignes télégraphiques. 550
- Ecole supérieure de télégraphie à Paris.............. 499
- Etablissement d’un poste téléphonique dans un jardin de Paris......................................... 497
- Etablissement d'une ligne téléphonique en Afrique. 550 — d’un téléphone entre Vienne et Buda-
- Pesth......................................... 35°
- Etablissement d’une ligne téléphonique............... 400
- Fait remarquable de télégraphie..................... 150
- Histoire de la télégraphie........................... 35°
- Instruction pratique pour l’emploi du téléphone,... 147 Interruptions des lignes téléphoniques entre Paris,
- Bruxelles. Londres et le Havre................... 47
- Invention du téléphone............................... 447
- Invention du télégraphe.............................. 148
- Lignes télégraphiques sous-marines................... 350
- Page»
- Lignes télégraphiques en Chine.................... 547
- — — entre Surinam et Cuba........ 500
- — — aux États-Unis................. 597
- — — en France...................... 6oh
- — téléphonique entre Madrid et Saint-Sébastien. 300
- — — Stockholmlet Christiania...... 550
- Nouveaux bureaux télégraphiques.................... 230
- — câble anglo-germain........................... 550
- — tarif pour les communications téléphoniques............................................
- Prix des télégrammes de Londres à Saint-Pétersbourg.............................................
- Pose du câble d'atterrissage entre Tanger et Ceuta.
- 549,
- Pose d’un nouveau câble anglo-germain.............
- Procès entre les compagnies téléphoniques en Amérique.............................................
- Recettes télégraphiques en France.................
- Réduction de l’abonnement au téléphone dans les
- villes.......................................
- Réunion annuelle des télégraphistes à Washington. Réseau téléphonique entre Paris et Trouville......
- — — du Sénégal.........................
- Résultats de l’exploitation des lignes téléphoniques
- dans certains pays...........................
- Service des téléphones à Paris..................,.
- — télégraphique à Bruxelles............./.
- — — en France............
- Sociétés des téléphones...........................
- — générale des téléphones.................
- Statistique de télégraphie sous-marine............
- Station télégraphique de Kreuznach................
- Sur l’emploi du téléphone............ ............
- Téléphone cosmique................................
- Télégraphes en Amérique.......... ................
- Téléphone à bord des steamers.....................
- — à l’église du Christ à Birmingham.......
- — en Tunisie..............................
- Transmission des télégrammes......................
- Travail de nuit pour les câbles sous-marins.......
- Fers à repasser électriques Carpenter................
- Filière téléphonique. — P. Le Goaçiou................
- Filtre-presse électrolyseur Kellener.................
- 634
- 400
- 198
- 450
- 330
- 549
- 300
- 5°
- 100
- 550 499 600 248
- 499
- 100
- 400
- 59*
- 347
- 400
- 47
- 450
- 350
- 99.
- 100
- 127
- 45'
- 77
- G
- Gâche électrique (nouvelle) système Scorza.— P. Mar-
- cillac..........................................-
- Graveuse télégraphique Amstutz.............. .......
- 510
- 502
- p.641 - vue 641/650
-
-
-
- 64a’ LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- -, ................... P»*e*
- Horloge électrique Scajes............................. 121
- — — Hefner-Alteneck.......................- .122
- — — Pope.............................. 122
- — — Prentiss........................ 506
- — '. r- .. Schweizer...................... 569
- — — Schubardt............................. 570
- ; . . 1; ; • 1
- 1
- Influence de l’aimantation sur les propriétés thermoélectriques du fer et du nickel, par M. P. Bach- . metiev................................................. 394
- — de la température et de l’état moléculaire sur les
- propriétés du bismuth placé dans un champ magnétique, par MM. Drude et Nernst... 186
- — d.e l’électricité (de 1’) sur le tannage. — E. An-
- dreoli..................................... 418
- Indicateur de phases Alcock.......................... 608
- Institut éiectrotechnique (les nouvelles installations
- de) Montefiore. — G. L’Hoest................. 281
- W
- S-A
- •V .... K
- Kinôtographe (le) Edison................ 234
- L
- Lampes à arc. —Gustave Richard................ 351
- — — Akester............................. 354
- — — Brewer-Ward......................... 352
- — — Brokie.............................. 354
- — — Buchanan............................ 355
- — — Easton.............................. 353
- — — Jappy............................... 353
- — — Warburton........................... 355
- — des) à incandescence. — Gustave Richard..... 301
- — à incandescence (sur l’emploi des), par H. Ward-
- Leonard........... ....................... 327
- — à incandescence (commerce des). — Frank Gé-
- raldy...................................... 151
- Page*
- Lampes à' incandescence Altam..................... 303
- — — Bailey-Werner................. 303
- — Bèrrenberg.................... 304
- — — Nickerson.................... 304
- — — Oudine Boussac.....;.......... 304
- — — Swan..........^.............. 303
- — ' — Teslà..........;............ 302
- — — ' Wyckoff................... 304
- — sans filament de Kennedy................... ^26
- — de sûreté pour les mines (la), système Pollak.... 131 Lignes télégraphiques (note sur la construction des)
- le long d’une route en pente. —J. Brunelli.. 113
- Loch électrique Granville................................ 120
- Lumières artificielles (sur l’emploi des) en photographie. — C. Carré............................;............ 40
- / M
- Magnétisme (sur la théorie du) par M. Parker..........623
- Mesure de la résistance intérieure des piles (sur la).. 493
- — de là vitesse de propagation des impulsions de
- . courant et des ondes électriques dans des fils,
- " par M. Sahulka.............................. 333
- . — de conductibilité pour déterminer la constitution
- . des composés par M. Magnanini............... 93
- Méthode pour la mesure de la résistance d’un accu-. .mulateur ou d’une lampe à arc en fonctionne-i ment, par M. C. Boccali...................... 387
- — de M. Rasch pour le calcul du prix de revient
- . d’un réseau de distribution................. 573
- — pour produire la lumière au moyen des courants
- • de haute fréquence par M. Tesla............. 177
- ' Moteurs et ventilateurs électriques................. 379
- O
- Observations (sur les) des coups de foudre en Belgique, par MM. Edvrard et Lambotte..... 133 192
- Ozoniseurs (sur quelques nouveaux), d’après M. le
- . D‘ Frœlich............................... 279
- | P
- ! • •
- 1
- 1 Perturbations électriques (propagation des) dans
- les fils conducteurs. — J. Blondin.. 101
- p.642 - vue 642/650
-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ 64^
- Phonographe Dodge.................................... 38
- Photographie électrique (l’Automate, appareil) de
- M. Enjalbert.'— Paul'Robert................. 557
- Pile thermo-électrique Gulcher et Pintsh,........... 478
- — Crowdus..................................... 475
- — Faure au carbonate de fer.................... 229
- — continues de M. Forbes........................ 75
- — au chlore Ortelli............................ 622
- Plomb de sûreté Slater.............................. 384
- Porte-balais Jarman..............................* 601
- Pouvoir inducteur spécifique des électrolytes, par Edward B. Rosa........................................ 235
- Propagation (sur. la) des perturbations électriques
- dans les fils conducteurs. — H. Hert{...... 251
- Page.
- Société française de physique................... 84 182
- — internationale des électriciens.................. 85
- Sonnerie à pile mobile Mix et Genest................. 576
- T
- Q
- Question de droit. — Frank Géraldy........ 614
- R
- Raccordement des paratonnerres aux canalisations d’eau et de gaz dans la ville de Hambourg, par
- M. Voiler.................................. 30
- Radiations électromagnétiques (les). — C. Raveau. 166
- — électrodynamique (sur la mesuré de la), par MM.
- Boys, Bricoe, Watson....................... 188
- Récepteur téléphonique de dimension et de poids
- réduits dit « bitéléphor.e », par M. E. Mercadier 136 Recherches récentes sur les radiations électromagnétiques. — C. Raveau. 166, 218, 257,316, 368
- 456, 518 609
- Régulateur électrique Elliot........................ 5O5
- — — Hamilton........................ 505
- — Plicque et Levasseur. — Paul Robert.......... 314
- Réinvention américaine.............................. 478
- Relation entre la force électromotiice et la chaleur latente, le poids spécifique, etc. des électrolytes,
- par M. Gore................................ 537
- Rendement pratique des appareils télégraphiques... 37 Résistance (sur la) magnétique à la surface. —
- C. Raveau............................... 15 70
- Rotation électromagnétique du plan de polarisation dans les liquides, en particulier dans les solutions salines, par M. Hans Jahn...................... 241
- Télémitres (sur les) électriques. — Le Goarant de
- Tromelin................................. 305
- Téléphone (emploi du) comme appareil optique pour
- la mesure des courants, par M. Max Wien.... 185
- Télégraphe (le) en Norvège......................... 36
- — (le) souterrain de Dresde à la frontière bavaroise,
- d’après M. Billig......................... 375
- — Amstutz.................................... 502
- Tire-câbles Wessel................................. 529
- Tramways électriques (chemins de fer et). — G. Richard............................. 22, 266 409
- — électrique de Christiansen................. 268
- — — Davies et Dudson.................... 28
- — — Edison............................. 268
- — — Eickmeyer.......................... 412
- — — Evan................................ 27
- — — Gordon.............................. 24
- — — Harding............................. 22
- — — Hibbert Johnson.................... 414
- — — Lineff............................. 415
- — — Siemens et Halske................ 30 411
- — — Short............................ 266
- — — Van Depoele........................ 409
- — — Waddell Eritz....................... 29
- — — Wheless et Wheatley................. 23
- Transformateur médical Woakes...................... 476
- — à courants alternatifs (comparaison des circuits
- magnétiques fermés et ouverts dans les). —
- À. P al ai........................... 423 464
- — à courants continu (les) système Lahmeyer. —
- Ch. Jpcquin................................ 562
- Transport (sur le) de la force au moyen de courants alternatifs à plusieurs phases (courants rotatoires), par M. von Dolivo Dobrowolsky. 378
- 480 604
- — de la force par l’électricité, par GisbertKapp._ 336
- 4i 4M, 589 626
- Transmission (sur la) électnftue du travail. — M. Hulin et M. Leblanc../............ i 23, 178, 230, 325
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- T 644, LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Page* Treuil électrique Siemens $03 — — Jungren 504 Trieur électromagnétique Tafel 429 — — Finney 385 p*g*« Variations (sur les) du courant primaire dans les transformateurs à circuit magnétique ouvert, par M.R. Shand 479 Ventilateur chauffeur électrique Dewey 78 Voltmètre-Ampèremètre Weston 227 \
- V W
- Variation d’énergie voltaïque des alliages dans la fusion, par M. Gore 430 Wattmètre non inductif de M. Swinburne... 427
- 430
- Wattmètre non inductif de M. Swinburne
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-
-
-
- TABLE PAR NOMS D’AUTEURS
- A
- Pages
- Ackerman. — Dynamomètre de transmission............... 217
- Akester. — Lampe à arc,................................ 354
- Alcock. — Indicateur de phases,........................ 608
- Alden. — Frein dynamométrique.......................... 213
- Allant. — Lampe à incandescence........................ 303
- Amsler. — Dynamomètre de transmission.................. 214
- Amstutz. — Télégraphe électrique....................... 502
- Andreoli VE.). — De l’influence de l’électricité sur le
- tannage....................................... 4'?
- — Production du sodium et du potassium par l’élec-
- trolyse....................................... 568
- Ayrton. — Construction de résistances sans induction 289
- — Appareils de mesure électrostatique............. 276
- B
- Bachmetiev (P.-M.). — Influence de l’aimantation sur les propriétés thermo-électriques du fer et
- du nickel.................................... 394
- Bagnold. — Contact ou bouton de sonnerie............. 576
- Bailey. — Lampe à incandescence...................... 303
- Baillé (J.-BO. — Mesure de l’éclat de l’>arc électrique
- et de quelques autres sources lumineuses.... 153
- Baye (Ch.). — Wilhelm Weber:......................... 45
- Bell (Li.)- — Sur le calcul du double enroulement
- d’une dynamo à potentiel constant............ 581
- Bergmann (J.). — Emploi de la balance d’induction
- avec un disjoncteur et un galvanomètre...... 138
- Berrenberg. — Lampe à incandescence................... 304
- Billig. — Le télégraphe souterrain de Dresde à la
- frontière bavaroise.......................... 375
- Pag» a
- Bjerknes (V.).— De l’amortissement des oscillations
- hertziennes................................. 86
- Blein Tony. — Compteur électrique................. 473
- Blondel (A.), —Sur la détermination des courbes périodiques des courants alternatifs et leur inscription photographique.......................... 401 507
- Blondin. — Propagation des perturbations électriques
- dans les fils conducteurs.................. loi
- Boccali (G.-M.). — Méthode pour la mesure de la résistance d’un accumulateur ou d'une lampe à
- arc en fonctionnement..................... 387
- Boussac. — Lampe à incandescence.................. 304
- Boys. — Sur la mesure de la radiation électrodynamique.....................................' 188
- — Electromètie de poche.......................... 287
- Branly (Ed.). — Sur la déperdition de l’électricité.. 145
- Brewerd-Wavd.—Lampe à arc......................... 352
- Bricoe. — Sur la mesure de la radiation électrodynamique............................................. 188
- Brokie. — Lampe à arc.............................. 354
- Brunelli. — Note sur la construction des lignes télégraphiques le long d’une route en pente........... 113
- Buchanan.— Lampe à arc............................. 355
- C
- Carpenter. — Fers à repasser électriques................. 127
- Carré (C.). — Contribution à l’étude de l’emploi des
- lumières artificielles en photographie.......... 40
- — Les anémomètres enregistreurs et avertisseurs de
- la tour Saint-Jacques........................... 577
- — Le nouvel éclairage électrique de l’avant-port du
- Havre..................................................
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-
-
-
- LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- 646
- Pages
- Ghristiansen. — Tramway électrique............. 268
- Clarke. — Dynamo............................... 159
- Crocker-Wheeler. — Dynamo...................... 601
- Crookes (William). — L’évaporation électrique. 88 139
- Crowdus. — Pile électrique..................... 475
- Curie (P.). — Equations réduites pour le calcul des
- mouvements amortis.......... 201, 270, 307, 356
- Currie.—Accumulateur......................... 623
- D
- Davies. — Tramway électrique........................ 28
- Decharme (C.). — Courbes électromagnétiques iso-
- goniques.................................. 31
- Denton. — Frein dynamométrique..................... 212
- Depb'ele (van). — Tramway électrique............... 409
- Deprez'(M.). — Sur la détermination de l’équivalent
- mécanique de la chaleur..................... 39
- Dewey. —Ventilateur-chauffeur électrique.......... 78
- Dobrowolsky-Dolivo (von). — Sur le transport de la force au moyen de courants alternatifs à plusieurs phases (courants rotatoires) 378^ 480, 604
- Dodge. — Phonographe................................ 38
- Drude. — Influence de la température et de l’état moléculaire sur les propriétés du bismuth placé
- dans un champ magnétique................... 186
- Dudson. —Tramway électrique......................... 28
- E
- Easton. — Lampe à arc................................ 353
- Edison. — Tramway électrique......................... 268
- — Kinétographe..................................... 234
- Eickemeÿer. — Tramway électrique..................... 412
- Elliot. — Régulateur électrique...................... 505
- Enjalbert. — L’Automate, appareil photographique
- électrique............................... 357
- Eritz. — Tramway électrique......................... 29
- Ernst. — Accumulateur................................ 478
- Evan. — Tramway électrique............................ 27
- Evered. — Coriimutateur............................. 477
- Eversjied. — Comparaison des circuits magnétiques fermés, et ouverts dans les transformateurs à
- courants alternatifs................... 423, 464
- Evrard.' — Sur les observations des coups de foudre
- en Belgique............................ 133 192
- F
- Page»
- Faure. — Pile au carbonate de fer................... 229
- Felten. — Fabrication des câbles en caoutchouc...... 78
- Ferranti-Wright. — Compteur d’électricité........... 127
- Féry (C.). — Mesure de l’éclat électrique et de quelques autres sources lumineuses........................ 153
- Finney. — Trieur électromagnétique.................. 38
- Fiske. — Boussole électrique........................ 573
- Fonvielle (W. de). — Une nouvelle application du
- principe des fontaines lumineuses............. 93
- — L’exposition de Chicago......................... 243
- Forbes (C.-S.). — Piles continues................... 75
- Frœlich. — Sur quelques nouveaux ozoniseurs......... 279
- G
- Genest. — Sonnerie à pile mobile..................... 576
- Géraldy (Frank). — Essai d’une théorie simple des
- machines à champ magnétique tournant.---------- 7
- — L’éclairage électrique à Paris.......... 262 362
- — Le commerce des lampes à incandescence........ 131
- — Question de droit............................ 614
- Goaziou (P. Le). — Filière téléphonique............... 431
- Gordon. — Tramway électrique........................... 24
- Gore. — Variation d’énergie voltaïque des alliages
- dans la fusion................................ 430
- — Relation entre la force électromotrice et la cha-
- leur latente, le poids spécifique, etc. des électrolytes.................................... 537
- Granville. — Loch électrique.......................... 120
- Guillaume. — Fabrication des câbles en caoutchouc 78 Gulcher. — Pile thermo-électrique..................... 478
- H
- Hall (H.-E.). — Etude thermo-électrique de la con-
- densation dans les machines à vapeur....... 74
- Hctlske. — Tramway électrique...................... 411
- Hamilton. —Régulateur électrique................... 505
- Harding. — Tramway électrique...................... 22
- Hefner-Alteneck. — Horloge électrique.............. 122
- Hertz (H.). — Sur la propagation des perturbations
- électriques dans les fils conducteurs...... 251
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 64/
- Pag»»
- Hibbert. — Tramway électrique............................ 414
- Hibett. — Accumulateur................................... 476
- Hoepfner. — Bain électrométallurgique.................... 386
- Hoest (G. H/). — Les nouvelles installations de l’Institut électrotechnique Montefiore....................... 281
- Hurrel. — Boussole électrique........................... 572
- Hutin (Maurice). — De l’application [des courants
- alternatifs à la transmission du travail. 123, 978
- 230 325
- J
- Jacquin. — L’éclairage électrique à Francfort...... 155
- — Les transformateurs1^ courant continu système
- Lahmeyer..................................... 562
- Jahn Hans. — Rotation électromagnétique du plan de polarisation dans les liquides, en particulier
- dans les solutions salines................... 241
- Jappy. — Lampe à arc.................................. 353
- Jarman. — Porte-balais................................ 601
- Johnson. — Tramway [électrique........................ 414
- — Dynamomètre électrique......................... 414
- Jungren. — Treuil électrique...........................504
- K
- Kapp (Gisbert). — Sur le transport de la force pai
- l’électricité-....................... 337, 434, 589 626
- Kellener.— Filtre-presse électrolyseur................... 77
- Kennedy. — Lampe,sans filament........................... 526
- Kbotinsky (de). — Eclairage électrique des^wagons
- de chemins de fer..................... ........ 109
- L
- Lambotte. — Sur les observations des coups de
- foudre en Belgique........................ 133 192 *
- Leblanc (Maurice). — De l’application des courants alternatifs à la transmission du travail. 123,
- 178, 230, 325
- Ledeboer (P.-H.).— La session de l’Association britannique à Cardiff................................. 331, 616
- Page»
- Leonard Ward (H.). — Sur l'emploi des lampes à
- incandescence...............................' 327
- Levasseur. — Régulateur électrique................... ' 314
- Limb (C.). — Sur l’électrolysedu chlorure de baryum
- pur ou mélangé de chlorure de sodium........ 87
- LinefF. — Tramway électrique......................... 415
- M
- Magnanini. — Mesure de conductibilité pour déterminer la constitution des composés............ 95
- Marcillac (P.). — Nouvelle gâche électrique, système Scorza................................. .. 516
- Mather. — Sur la construction des résistances sans
- induction.......................... ......... 289
- — Appareils de mesure électrostatique................ 276
- Mercadier (E ). — Sur) un récepteur téléphonique de dimensions et de poids réduits, dit bitélé-
- phone......................;................. 136
- Mix. — Sonnerie à pile mobile......’.........;........ 576
- Mynn. — Etude photographique de l’arc électrique... 81
- N
- Nernst. — Influence de la température et de l’état moléculaire sur les propriétés du bismuth placé
- dans un champ magnétique.................... 186
- Nichois (Ed.). — Étude photographique de l’arc
- électrique................................... 8t
- Nickerson. — Lampe à incandescence.................. 304
- O
- Ortelli. — Pile au chlore.......................... 62!
- Oudin. — Lampe à incandescence..................... 304
- H
- Palaz (A.).—Comparaison des circuits magnétiques fermés et ouverts dans les transformateurs à courants alternatifs............ 423, 464
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-
-
-
- 648 LA LUMIÈRE ÉLECTRIQUE
- Page»
- Parcelle. — Dynamo................................... 165
- Parker. — Sur la théorie du magnétisme................ 623
- Peichl (von). — Boussole autodirectrice................ 119
- Pintsh. — Pile thermo-électrique...................... 478
- Plicque. — Régulateur électrique....................... 314
- Pollak. r—. Lampe de sûreté pour les minés..,......... 131
- Pontbière (H.). — Calcul d’une trieuse électromagnétique............................................... 68
- Pope. — Horloge électrique............................. 122
- Prentiss. — Horloge électrique........................ 506
- R
- Rasch. — Méthode pour le calcul du prix de revient
- d’un réseau de distribution............. 573
- Raveau (G.). — Sur la résistance magnétique à la.
- surface.................................... >5> 7°
- — Recherches récentes sur les radiations électroma-
- gnétiques.......... 218, 257, 316, 368, 456, 518, 609
- Raffard. — Dynamomètre de transmission.................. 211
- Rawson. — Amorce électrique............... 127
- Richard (Gustave). — L’aluminium et son électrométallurgie........................................ 56;
- — Applications mécaniques de l’électricité 117,501 569
- — Chemins de fer et tramways électriques. 21,
- 264, 409 "
- — Détails de construction des machines dynamo. 159 601
- — Les dynamomètres.............................. 209
- — Les lampes à incandescence.................... 301
- — Les lampes à arc............................. 331
- Richard frères. — Compteur d’électricité............. 530
- Richards. — Frein dynamométrique.................... 213
- Robert (P.). — Compteur Tony Blein.................. 473
- — Régulateur Plicque et Levasseur............... 314
- — L’Automate, appareil photographique électrique
- de M. Enjalbert.............................. 557
- Rosa (B. Edward).— Pouvoir inducteur spécifique
- des électrolytes............................. 235
- Rudling — Commutateur................................ 477
- S
- Sahulka. — Mesure de la vitesse de propagation des impulsions de courant et des ondes électriques
- dans des fils.......................... 533
- Scales. — Horloge électrique..................... 121
- Schubardt. — Horloge électrique.................. 570
- Pag»»
- Schweizer. — Horloge électrique........... 569
- Scott. — Dynamo..................................... 601
- Shand (R.). Sur les variations du courant primaire dans les transformateurs à circuit magnétique
- ouvert...........................-r........ 479
- Short. — Tramway électrique .................... 266
- Siemens. — Treuil électrique........................ 503
- — Tramway électrique..................... 30 411
- — Dynamo...................................... 608
- Slater. — Plomb de sûreté.......................... 384
- Smith. — Le commutateur automatique pour téléphone............................................ 225
- Snell. — Commutateur............................... 529
- Southard. — Armature de dynamo.................... 159
- Stanley. — Dynamo auto-régulatrice............ 161 606
- Swinburne. — Wattmètre non inductif........ ....... 427
- — Quelques remarques sur l’électrolyse........ 492
- Swan. — Lampe à incandescence...................... 303
- T
- Tafel. — Trieur électromagnétique...................... 429
- Tesla (N.). — Compteur électrolytique................. 485
- — Expériences de décharges électriques dans le vidé 183
- — Méthode pour produire la lumière au moyen des
- courants de haute fréquence................... 177
- — Lampe à incandescence........................... 302
- — Expériences sur les courants alternatifs de très haute fréquence et leur application aux méthodes d’éclairage artificiel... 290, 330, 389, 430, 487, 544 Thomson OE.). — Expériences de décharges électri-
- ques dans le vide............................ 183
- Thomson (J. J.). — Explication des propriétés du champ électrique au moyen des tubes d’induction électrostatique............................. 539
- — Quelques expériences sur la décharge électrique
- dans les tubes à air raréfié................... 91
- Tomadesso. — Détermination de la longueur du fil
- de cuivre guipé enroulé sur une bobine......... 33
- Tomlinson. — Distribution par transformateurs........... 163
- Tromelin (Le Goarant de). — Sur les télémètres
- électriques...............................'.... 305
- U
- Uppenborn (F.). — Éclairage électrique des wagons
- de chemins de fer, système de Khotinsky...... 109
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-
-
-
- JOURNAL UNIVERSEL D’ÉLECTRICITÉ
- 649
- V
- Pages
- Voiler. — Sur le raccordement des paratonnerres aux canalisations d’eau et de gaz dans la ville de Hambourg...................................... 30
- W
- Waddell. — Tramway électrique...................... 29
- Wadley. — Armature de dynamo..................... 601
- Wahlstrom. —Distribution par courants alternatifs. 603
- Walcott. — Fabrication des câbles sous plomb..... 530
- Warburton. — Lampe à arc......................... 355
- Warner. — Lampe à incandescence................... 303
- Wasbburn. — Accumulateur.......................... 33°
- Watson. — Sur la mesure de la [radiation électrodynamique......................................... 188
- Weber (Wilhelm). — Ch. Baye........................ 45
- Pige»
- Weston. — Ampèremètre-voltmètre..................... 227
- Wessel. — Tire-câbles............................... 529
- Wheatley. — Tramway électrique........................ 26
- Wheless. — Tramway électrique........................ 26
- White. — Dynamomètre................................ 215
- Wien (Max). — Emploi du téléphone comme appareil
- optique pour la mesure des courants........ 183
- Willans. — Dynamo................................... 161
- Williams (J.-B.). — Câbles.......................... 181
- Woakes. — Transformateur médical.................... 476
- Woodhouse (Jones). — Amorces électriques.......... 127
- Wyckoff. — Lampe à incandescence.................... 304
- Z
- Zetzsche (G.).— Le commutateur automatique pour
- téléphone de Smith....................... 225
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- p.n.n. - vue 650/650
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